sched: rt: document the risk of small values in the bandwidth settings
[linux-2.6.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <linux/smp_lock.h>
36 #include <asm/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/kthread.h>
58 #include <linux/proc_fs.h>
59 #include <linux/seq_file.h>
60 #include <linux/sysctl.h>
61 #include <linux/syscalls.h>
62 #include <linux/times.h>
63 #include <linux/tsacct_kern.h>
64 #include <linux/kprobes.h>
65 #include <linux/delayacct.h>
66 #include <linux/reciprocal_div.h>
67 #include <linux/unistd.h>
68 #include <linux/pagemap.h>
69 #include <linux/hrtimer.h>
70 #include <linux/tick.h>
71 #include <linux/bootmem.h>
72 #include <linux/debugfs.h>
73 #include <linux/ctype.h>
74 #include <linux/ftrace.h>
75 #include <trace/sched.h>
76
77 #include <asm/tlb.h>
78 #include <asm/irq_regs.h>
79
80 #include "sched_cpupri.h"
81
82 /*
83  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
84  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
85  * and back.
86  */
87 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
88 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
89 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
90
91 /*
92  * 'User priority' is the nice value converted to something we
93  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
94  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
95  */
96 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
97 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
98 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
99
100 /*
101  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
102  */
103 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
104
105 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
106 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
107
108 /*
109  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
110  *
111  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
112  * Timeslices get refilled after they expire.
113  */
114 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
115
116 /*
117  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
118  */
119 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
120
121 DEFINE_TRACE(sched_wait_task);
122 DEFINE_TRACE(sched_wakeup);
123 DEFINE_TRACE(sched_wakeup_new);
124 DEFINE_TRACE(sched_switch);
125 DEFINE_TRACE(sched_migrate_task);
126
127 #ifdef CONFIG_SMP
128
129 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
130
131 /*
132  * Divide a load by a sched group cpu_power : (load / sg->__cpu_power)
133  * Since cpu_power is a 'constant', we can use a reciprocal divide.
134  */
135 static inline u32 sg_div_cpu_power(const struct sched_group *sg, u32 load)
136 {
137         return reciprocal_divide(load, sg->reciprocal_cpu_power);
138 }
139
140 /*
141  * Each time a sched group cpu_power is changed,
142  * we must compute its reciprocal value
143  */
144 static inline void sg_inc_cpu_power(struct sched_group *sg, u32 val)
145 {
146         sg->__cpu_power += val;
147         sg->reciprocal_cpu_power = reciprocal_value(sg->__cpu_power);
148 }
149 #endif
150
151 static inline int rt_policy(int policy)
152 {
153         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
154                 return 1;
155         return 0;
156 }
157
158 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
159 {
160         return rt_policy(p->policy);
161 }
162
163 /*
164  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
165  */
166 struct rt_prio_array {
167         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
168         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
169 };
170
171 struct rt_bandwidth {
172         /* nests inside the rq lock: */
173         spinlock_t              rt_runtime_lock;
174         ktime_t                 rt_period;
175         u64                     rt_runtime;
176         struct hrtimer          rt_period_timer;
177 };
178
179 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
180
181 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
182
183 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
184 {
185         struct rt_bandwidth *rt_b =
186                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
187         ktime_t now;
188         int overrun;
189         int idle = 0;
190
191         for (;;) {
192                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
193                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
194
195                 if (!overrun)
196                         break;
197
198                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
199         }
200
201         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
202 }
203
204 static
205 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
206 {
207         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
208         rt_b->rt_runtime = runtime;
209
210         spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
211
212         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
213                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
214         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
215 }
216
217 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
218 {
219         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
220 }
221
222 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
223 {
224         ktime_t now;
225
226         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
227                 return;
228
229         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
230                 return;
231
232         spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
233         for (;;) {
234                 unsigned long delta;
235                 ktime_t soft, hard;
236
237                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
238                         break;
239
240                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
241                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
242
243                 soft = hrtimer_get_softexpires(&rt_b->rt_period_timer);
244                 hard = hrtimer_get_expires(&rt_b->rt_period_timer);
245                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
246                 __hrtimer_start_range_ns(&rt_b->rt_period_timer, soft, delta,
247                                 HRTIMER_MODE_ABS, 0);
248         }
249         spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
250 }
251
252 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
253 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
254 {
255         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
256 }
257 #endif
258
259 /*
260  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
261  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
262  */
263 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
264
265 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
266
267 #include <linux/cgroup.h>
268
269 struct cfs_rq;
270
271 static LIST_HEAD(task_groups);
272
273 /* task group related information */
274 struct task_group {
275 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
276         struct cgroup_subsys_state css;
277 #endif
278
279 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
280         uid_t uid;
281 #endif
282
283 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
284         /* schedulable entities of this group on each cpu */
285         struct sched_entity **se;
286         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
287         struct cfs_rq **cfs_rq;
288         unsigned long shares;
289 #endif
290
291 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
292         struct sched_rt_entity **rt_se;
293         struct rt_rq **rt_rq;
294
295         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
296 #endif
297
298         struct rcu_head rcu;
299         struct list_head list;
300
301         struct task_group *parent;
302         struct list_head siblings;
303         struct list_head children;
304 };
305
306 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
307
308 /* Helper function to pass uid information to create_sched_user() */
309 void set_tg_uid(struct user_struct *user)
310 {
311         user->tg->uid = user->uid;
312 }
313
314 /*
315  * Root task group.
316  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
317  *      be a child to this group.
318  */
319 struct task_group root_task_group;
320
321 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
322 /* Default task group's sched entity on each cpu */
323 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
324 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
325 static DEFINE_PER_CPU(struct cfs_rq, init_cfs_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
326 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
327
328 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
329 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
330 static DEFINE_PER_CPU(struct rt_rq, init_rt_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
331 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
332 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
333 #define root_task_group init_task_group
334 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
335
336 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
337  * a task group's cpu shares.
338  */
339 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
340
341 #ifdef CONFIG_SMP
342 static int root_task_group_empty(void)
343 {
344         return list_empty(&root_task_group.children);
345 }
346 #endif
347
348 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
349 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
350 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
351 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
352 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
353 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
354
355 /*
356  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
357  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
358  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
359  * too large, so as the shares value of a task group.
360  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
361  *  limitation from this.)
362  */
363 #define MIN_SHARES      2
364 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
365
366 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
367 #endif
368
369 /* Default task group.
370  *      Every task in system belong to this group at bootup.
371  */
372 struct task_group init_task_group;
373
374 /* return group to which a task belongs */
375 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
376 {
377         struct task_group *tg;
378
379 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
380         rcu_read_lock();
381         tg = __task_cred(p)->user->tg;
382         rcu_read_unlock();
383 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
384         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
385                                 struct task_group, css);
386 #else
387         tg = &init_task_group;
388 #endif
389         return tg;
390 }
391
392 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
393 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
394 {
395 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
396         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
397         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
398 #endif
399
400 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
401         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
402         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
403 #endif
404 }
405
406 #else
407
408 #ifdef CONFIG_SMP
409 static int root_task_group_empty(void)
410 {
411         return 1;
412 }
413 #endif
414
415 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
416 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
417 {
418         return NULL;
419 }
420
421 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
422
423 /* CFS-related fields in a runqueue */
424 struct cfs_rq {
425         struct load_weight load;
426         unsigned long nr_running;
427
428         u64 exec_clock;
429         u64 min_vruntime;
430
431         struct rb_root tasks_timeline;
432         struct rb_node *rb_leftmost;
433
434         struct list_head tasks;
435         struct list_head *balance_iterator;
436
437         /*
438          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
439          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
440          */
441         struct sched_entity *curr, *next, *last;
442
443         unsigned int nr_spread_over;
444
445 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
446         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
447
448         /*
449          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
450          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
451          * (like users, containers etc.)
452          *
453          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
454          * list is used during load balance.
455          */
456         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
457         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
458
459 #ifdef CONFIG_SMP
460         /*
461          * the part of load.weight contributed by tasks
462          */
463         unsigned long task_weight;
464
465         /*
466          *   h_load = weight * f(tg)
467          *
468          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
469          * this group.
470          */
471         unsigned long h_load;
472
473         /*
474          * this cpu's part of tg->shares
475          */
476         unsigned long shares;
477
478         /*
479          * load.weight at the time we set shares
480          */
481         unsigned long rq_weight;
482 #endif
483 #endif
484 };
485
486 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
487 struct rt_rq {
488         struct rt_prio_array active;
489         unsigned long rt_nr_running;
490 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
491         struct {
492                 int curr; /* highest queued rt task prio */
493 #ifdef CONFIG_SMP
494                 int next; /* next highest */
495 #endif
496         } highest_prio;
497 #endif
498 #ifdef CONFIG_SMP
499         unsigned long rt_nr_migratory;
500         int overloaded;
501         struct plist_head pushable_tasks;
502 #endif
503         int rt_throttled;
504         u64 rt_time;
505         u64 rt_runtime;
506         /* Nests inside the rq lock: */
507         spinlock_t rt_runtime_lock;
508
509 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
510         unsigned long rt_nr_boosted;
511
512         struct rq *rq;
513         struct list_head leaf_rt_rq_list;
514         struct task_group *tg;
515         struct sched_rt_entity *rt_se;
516 #endif
517 };
518
519 #ifdef CONFIG_SMP
520
521 /*
522  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
523  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
524  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
525  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
526  * object.
527  *
528  */
529 struct root_domain {
530         atomic_t refcount;
531         cpumask_var_t span;
532         cpumask_var_t online;
533
534         /*
535          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
536          * one runnable RT task.
537          */
538         cpumask_var_t rto_mask;
539         atomic_t rto_count;
540 #ifdef CONFIG_SMP
541         struct cpupri cpupri;
542 #endif
543 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
544         /*
545          * Preferred wake up cpu nominated by sched_mc balance that will be
546          * used when most cpus are idle in the system indicating overall very
547          * low system utilisation. Triggered at POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP(2)
548          */
549         unsigned int sched_mc_preferred_wakeup_cpu;
550 #endif
551 };
552
553 /*
554  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
555  * members (mimicking the global state we have today).
556  */
557 static struct root_domain def_root_domain;
558
559 #endif
560
561 /*
562  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
563  *
564  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
565  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
566  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
567  */
568 struct rq {
569         /* runqueue lock: */
570         spinlock_t lock;
571
572         /*
573          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
574          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
575          */
576         unsigned long nr_running;
577         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
578         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
579 #ifdef CONFIG_NO_HZ
580         unsigned long last_tick_seen;
581         unsigned char in_nohz_recently;
582 #endif
583         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
584         struct load_weight load;
585         unsigned long nr_load_updates;
586         u64 nr_switches;
587
588         struct cfs_rq cfs;
589         struct rt_rq rt;
590
591 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
592         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
593         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
594 #endif
595 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
596         struct list_head leaf_rt_rq_list;
597 #endif
598
599         /*
600          * This is part of a global counter where only the total sum
601          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
602          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
603          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
604          */
605         unsigned long nr_uninterruptible;
606
607         struct task_struct *curr, *idle;
608         unsigned long next_balance;
609         struct mm_struct *prev_mm;
610
611         u64 clock;
612
613         atomic_t nr_iowait;
614
615 #ifdef CONFIG_SMP
616         struct root_domain *rd;
617         struct sched_domain *sd;
618
619         unsigned char idle_at_tick;
620         /* For active balancing */
621         int active_balance;
622         int push_cpu;
623         /* cpu of this runqueue: */
624         int cpu;
625         int online;
626
627         unsigned long avg_load_per_task;
628
629         struct task_struct *migration_thread;
630         struct list_head migration_queue;
631 #endif
632
633 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
634 #ifdef CONFIG_SMP
635         int hrtick_csd_pending;
636         struct call_single_data hrtick_csd;
637 #endif
638         struct hrtimer hrtick_timer;
639 #endif
640
641 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
642         /* latency stats */
643         struct sched_info rq_sched_info;
644         unsigned long long rq_cpu_time;
645         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
646
647         /* sys_sched_yield() stats */
648         unsigned int yld_count;
649
650         /* schedule() stats */
651         unsigned int sched_switch;
652         unsigned int sched_count;
653         unsigned int sched_goidle;
654
655         /* try_to_wake_up() stats */
656         unsigned int ttwu_count;
657         unsigned int ttwu_local;
658
659         /* BKL stats */
660         unsigned int bkl_count;
661 #endif
662 };
663
664 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
665
666 static inline void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sync)
667 {
668         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, sync);
669 }
670
671 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
672 {
673 #ifdef CONFIG_SMP
674         return rq->cpu;
675 #else
676         return 0;
677 #endif
678 }
679
680 /*
681  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
682  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
683  *
684  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
685  * preempt-disabled sections.
686  */
687 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
688         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
689
690 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
691 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
692 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
693 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
694
695 static inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
696 {
697         rq->clock = sched_clock_cpu(cpu_of(rq));
698 }
699
700 /*
701  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
702  */
703 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
704 # define const_debug __read_mostly
705 #else
706 # define const_debug static const
707 #endif
708
709 /**
710  * runqueue_is_locked
711  *
712  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
713  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
714  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
715  */
716 int runqueue_is_locked(void)
717 {
718         int cpu = get_cpu();
719         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
720         int ret;
721
722         ret = spin_is_locked(&rq->lock);
723         put_cpu();
724         return ret;
725 }
726
727 /*
728  * Debugging: various feature bits
729  */
730
731 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
732         __SCHED_FEAT_##name ,
733
734 enum {
735 #include "sched_features.h"
736 };
737
738 #undef SCHED_FEAT
739
740 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
741         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
742
743 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
744 #include "sched_features.h"
745         0;
746
747 #undef SCHED_FEAT
748
749 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
750 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
751         #name ,
752
753 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
754 #include "sched_features.h"
755         NULL
756 };
757
758 #undef SCHED_FEAT
759
760 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
761 {
762         int i;
763
764         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
765                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
766                         seq_puts(m, "NO_");
767                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
768         }
769         seq_puts(m, "\n");
770
771         return 0;
772 }
773
774 static ssize_t
775 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
776                 size_t cnt, loff_t *ppos)
777 {
778         char buf[64];
779         char *cmp = buf;
780         int neg = 0;
781         int i;
782
783         if (cnt > 63)
784                 cnt = 63;
785
786         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
787                 return -EFAULT;
788
789         buf[cnt] = 0;
790
791         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
792                 neg = 1;
793                 cmp += 3;
794         }
795
796         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
797                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
798
799                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
800                         if (neg)
801                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
802                         else
803                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
804                         break;
805                 }
806         }
807
808         if (!sched_feat_names[i])
809                 return -EINVAL;
810
811         filp->f_pos += cnt;
812
813         return cnt;
814 }
815
816 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
817 {
818         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
819 }
820
821 static struct file_operations sched_feat_fops = {
822         .open           = sched_feat_open,
823         .write          = sched_feat_write,
824         .read           = seq_read,
825         .llseek         = seq_lseek,
826         .release        = single_release,
827 };
828
829 static __init int sched_init_debug(void)
830 {
831         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
832                         &sched_feat_fops);
833
834         return 0;
835 }
836 late_initcall(sched_init_debug);
837
838 #endif
839
840 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
841
842 /*
843  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
844  * Limited because this is done with IRQs disabled.
845  */
846 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
847
848 /*
849  * ratelimit for updating the group shares.
850  * default: 0.25ms
851  */
852 unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
853
854 /*
855  * Inject some fuzzyness into changing the per-cpu group shares
856  * this avoids remote rq-locks at the expense of fairness.
857  * default: 4
858  */
859 unsigned int sysctl_sched_shares_thresh = 4;
860
861 /*
862  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
863  * default: 1s
864  */
865 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
866
867 static __read_mostly int scheduler_running;
868
869 /*
870  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
871  * default: 0.95s
872  */
873 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
874
875 static inline u64 global_rt_period(void)
876 {
877         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
878 }
879
880 static inline u64 global_rt_runtime(void)
881 {
882         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
883                 return RUNTIME_INF;
884
885         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
886 }
887
888 #ifndef prepare_arch_switch
889 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
890 #endif
891 #ifndef finish_arch_switch
892 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
893 #endif
894
895 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
896 {
897         return rq->curr == p;
898 }
899
900 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
901 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
902 {
903         return task_current(rq, p);
904 }
905
906 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
907 {
908 }
909
910 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
911 {
912 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
913         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
914         rq->lock.owner = current;
915 #endif
916         /*
917          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
918          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
919          * prev into current:
920          */
921         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
922
923         spin_unlock_irq(&rq->lock);
924 }
925
926 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
927 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
928 {
929 #ifdef CONFIG_SMP
930         return p->oncpu;
931 #else
932         return task_current(rq, p);
933 #endif
934 }
935
936 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
937 {
938 #ifdef CONFIG_SMP
939         /*
940          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
941          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
942          * here.
943          */
944         next->oncpu = 1;
945 #endif
946 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
947         spin_unlock_irq(&rq->lock);
948 #else
949         spin_unlock(&rq->lock);
950 #endif
951 }
952
953 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
954 {
955 #ifdef CONFIG_SMP
956         /*
957          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
958          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
959          * finished.
960          */
961         smp_wmb();
962         prev->oncpu = 0;
963 #endif
964 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
965         local_irq_enable();
966 #endif
967 }
968 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
969
970 /*
971  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
972  * Must be called interrupts disabled.
973  */
974 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
975         __acquires(rq->lock)
976 {
977         for (;;) {
978                 struct rq *rq = task_rq(p);
979                 spin_lock(&rq->lock);
980                 if (likely(rq == task_rq(p)))
981                         return rq;
982                 spin_unlock(&rq->lock);
983         }
984 }
985
986 /*
987  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
988  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
989  * explicitly disabling preemption.
990  */
991 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
992         __acquires(rq->lock)
993 {
994         struct rq *rq;
995
996         for (;;) {
997                 local_irq_save(*flags);
998                 rq = task_rq(p);
999                 spin_lock(&rq->lock);
1000                 if (likely(rq == task_rq(p)))
1001                         return rq;
1002                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
1003         }
1004 }
1005
1006 void task_rq_unlock_wait(struct task_struct *p)
1007 {
1008         struct rq *rq = task_rq(p);
1009
1010         smp_mb(); /* spin-unlock-wait is not a full memory barrier */
1011         spin_unlock_wait(&rq->lock);
1012 }
1013
1014 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1015         __releases(rq->lock)
1016 {
1017         spin_unlock(&rq->lock);
1018 }
1019
1020 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
1021         __releases(rq->lock)
1022 {
1023         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
1024 }
1025
1026 /*
1027  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1028  */
1029 static struct rq *this_rq_lock(void)
1030         __acquires(rq->lock)
1031 {
1032         struct rq *rq;
1033
1034         local_irq_disable();
1035         rq = this_rq();
1036         spin_lock(&rq->lock);
1037
1038         return rq;
1039 }
1040
1041 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1042 /*
1043  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1044  *
1045  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1046  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1047  * reschedule event.
1048  *
1049  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1050  * rq->lock.
1051  */
1052
1053 /*
1054  * Use hrtick when:
1055  *  - enabled by features
1056  *  - hrtimer is actually high res
1057  */
1058 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1059 {
1060         if (!sched_feat(HRTICK))
1061                 return 0;
1062         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1063                 return 0;
1064         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1065 }
1066
1067 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1068 {
1069         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1070                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1071 }
1072
1073 /*
1074  * High-resolution timer tick.
1075  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1076  */
1077 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1078 {
1079         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1080
1081         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1082
1083         spin_lock(&rq->lock);
1084         update_rq_clock(rq);
1085         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1086         spin_unlock(&rq->lock);
1087
1088         return HRTIMER_NORESTART;
1089 }
1090
1091 #ifdef CONFIG_SMP
1092 /*
1093  * called from hardirq (IPI) context
1094  */
1095 static void __hrtick_start(void *arg)
1096 {
1097         struct rq *rq = arg;
1098
1099         spin_lock(&rq->lock);
1100         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1101         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1102         spin_unlock(&rq->lock);
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Called to set the hrtick timer state.
1107  *
1108  * called with rq->lock held and irqs disabled
1109  */
1110 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1111 {
1112         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1113         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1114
1115         hrtimer_set_expires(timer, time);
1116
1117         if (rq == this_rq()) {
1118                 hrtimer_restart(timer);
1119         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1120                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1121                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1122         }
1123 }
1124
1125 static int
1126 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1127 {
1128         int cpu = (int)(long)hcpu;
1129
1130         switch (action) {
1131         case CPU_UP_CANCELED:
1132         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1133         case CPU_DOWN_PREPARE:
1134         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1135         case CPU_DEAD:
1136         case CPU_DEAD_FROZEN:
1137                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1138                 return NOTIFY_OK;
1139         }
1140
1141         return NOTIFY_DONE;
1142 }
1143
1144 static __init void init_hrtick(void)
1145 {
1146         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1147 }
1148 #else
1149 /*
1150  * Called to set the hrtick timer state.
1151  *
1152  * called with rq->lock held and irqs disabled
1153  */
1154 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1155 {
1156         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1157                         HRTIMER_MODE_REL, 0);
1158 }
1159
1160 static inline void init_hrtick(void)
1161 {
1162 }
1163 #endif /* CONFIG_SMP */
1164
1165 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1166 {
1167 #ifdef CONFIG_SMP
1168         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1169
1170         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1171         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1172         rq->hrtick_csd.info = rq;
1173 #endif
1174
1175         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1176         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1177 }
1178 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1179 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1180 {
1181 }
1182
1183 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1184 {
1185 }
1186
1187 static inline void init_hrtick(void)
1188 {
1189 }
1190 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1191
1192 /*
1193  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1194  *
1195  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1196  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1197  * the target CPU.
1198  */
1199 #ifdef CONFIG_SMP
1200
1201 #ifndef tsk_is_polling
1202 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1203 #endif
1204
1205 static void resched_task(struct task_struct *p)
1206 {
1207         int cpu;
1208
1209         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1210
1211         if (test_tsk_need_resched(p))
1212                 return;
1213
1214         set_tsk_need_resched(p);
1215
1216         cpu = task_cpu(p);
1217         if (cpu == smp_processor_id())
1218                 return;
1219
1220         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1221         smp_mb();
1222         if (!tsk_is_polling(p))
1223                 smp_send_reschedule(cpu);
1224 }
1225
1226 static void resched_cpu(int cpu)
1227 {
1228         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1229         unsigned long flags;
1230
1231         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1232                 return;
1233         resched_task(cpu_curr(cpu));
1234         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1235 }
1236
1237 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1238 /*
1239  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1240  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1241  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1242  * idle system the next event might even be infinite time into the
1243  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1244  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1245  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1246  * wheel for the next timer event.
1247  */
1248 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1249 {
1250         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1251
1252         if (cpu == smp_processor_id())
1253                 return;
1254
1255         /*
1256          * This is safe, as this function is called with the timer
1257          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1258          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1259          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1260          * timer into account automatically.
1261          */
1262         if (rq->curr != rq->idle)
1263                 return;
1264
1265         /*
1266          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1267          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1268          * idle task through an additional NOOP schedule()
1269          */
1270         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1271
1272         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1273         smp_mb();
1274         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1275                 smp_send_reschedule(cpu);
1276 }
1277 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1278
1279 #else /* !CONFIG_SMP */
1280 static void resched_task(struct task_struct *p)
1281 {
1282         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1283         set_tsk_need_resched(p);
1284 }
1285 #endif /* CONFIG_SMP */
1286
1287 #if BITS_PER_LONG == 32
1288 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1289 #else
1290 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1291 #endif
1292
1293 #define WMULT_SHIFT     32
1294
1295 /*
1296  * Shift right and round:
1297  */
1298 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1299
1300 /*
1301  * delta *= weight / lw
1302  */
1303 static unsigned long
1304 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1305                 struct load_weight *lw)
1306 {
1307         u64 tmp;
1308
1309         if (!lw->inv_weight) {
1310                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1311                         lw->inv_weight = 1;
1312                 else
1313                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1314                                 / (lw->weight+1);
1315         }
1316
1317         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1318         /*
1319          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1320          */
1321         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1322                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1323                         WMULT_SHIFT/2);
1324         else
1325                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1326
1327         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1328 }
1329
1330 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1331 {
1332         lw->weight += inc;
1333         lw->inv_weight = 0;
1334 }
1335
1336 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1337 {
1338         lw->weight -= dec;
1339         lw->inv_weight = 0;
1340 }
1341
1342 /*
1343  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1344  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1345  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1346  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1347  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1348  * slice expiry etc.
1349  */
1350
1351 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1352 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1353
1354 /*
1355  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1356  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1357  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1358  * that remained on nice 0.
1359  *
1360  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1361  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1362  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1363  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1364  * the relative distance between them is ~25%.)
1365  */
1366 static const int prio_to_weight[40] = {
1367  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1368  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1369  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1370  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1371  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1372  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1373  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1374  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1375 };
1376
1377 /*
1378  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1379  *
1380  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1381  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1382  * into multiplications:
1383  */
1384 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1385  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1386  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1387  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1388  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1389  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1390  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1391  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1392  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1393 };
1394
1395 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1396
1397 /*
1398  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1399  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1400  * structures to the load-balancing proper:
1401  */
1402 struct rq_iterator {
1403         void *arg;
1404         struct task_struct *(*start)(void *);
1405         struct task_struct *(*next)(void *);
1406 };
1407
1408 #ifdef CONFIG_SMP
1409 static unsigned long
1410 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1411               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1412               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1413               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1414
1415 static int
1416 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1417                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1418                    struct rq_iterator *iterator);
1419 #endif
1420
1421 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1422 enum cpuacct_stat_index {
1423         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1424         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1425
1426         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1427 };
1428
1429 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1430 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1431 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1432                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1433 #else
1434 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1435 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1436                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1437 #endif
1438
1439 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1440 {
1441         update_load_add(&rq->load, load);
1442 }
1443
1444 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1445 {
1446         update_load_sub(&rq->load, load);
1447 }
1448
1449 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1450 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1451
1452 /*
1453  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1454  * leaving it for the final time.
1455  */
1456 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1457 {
1458         struct task_group *parent, *child;
1459         int ret;
1460
1461         rcu_read_lock();
1462         parent = &root_task_group;
1463 down:
1464         ret = (*down)(parent, data);
1465         if (ret)
1466                 goto out_unlock;
1467         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1468                 parent = child;
1469                 goto down;
1470
1471 up:
1472                 continue;
1473         }
1474         ret = (*up)(parent, data);
1475         if (ret)
1476                 goto out_unlock;
1477
1478         child = parent;
1479         parent = parent->parent;
1480         if (parent)
1481                 goto up;
1482 out_unlock:
1483         rcu_read_unlock();
1484
1485         return ret;
1486 }
1487
1488 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1489 {
1490         return 0;
1491 }
1492 #endif
1493
1494 #ifdef CONFIG_SMP
1495 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1496 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1497 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1498
1499 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1500 {
1501         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1502         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1503
1504         if (nr_running)
1505                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1506         else
1507                 rq->avg_load_per_task = 0;
1508
1509         return rq->avg_load_per_task;
1510 }
1511
1512 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1513
1514 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1515
1516 /*
1517  * Calculate and set the cpu's group shares.
1518  */
1519 static void
1520 update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1521                         unsigned long sd_shares, unsigned long sd_rq_weight)
1522 {
1523         unsigned long shares;
1524         unsigned long rq_weight;
1525
1526         if (!tg->se[cpu])
1527                 return;
1528
1529         rq_weight = tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight;
1530
1531         /*
1532          *           \Sum shares * rq_weight
1533          * shares =  -----------------------
1534          *               \Sum rq_weight
1535          *
1536          */
1537         shares = (sd_shares * rq_weight) / sd_rq_weight;
1538         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1539
1540         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1541                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1542                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1543                 unsigned long flags;
1544
1545                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1546                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = shares;
1547
1548                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1549                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1550         }
1551 }
1552
1553 /*
1554  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1555  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1556  * parent group depends on the shares of its child groups.
1557  */
1558 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1559 {
1560         unsigned long weight, rq_weight = 0;
1561         unsigned long shares = 0;
1562         struct sched_domain *sd = data;
1563         int i;
1564
1565         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1566                 /*
1567                  * If there are currently no tasks on the cpu pretend there
1568                  * is one of average load so that when a new task gets to
1569                  * run here it will not get delayed by group starvation.
1570                  */
1571                 weight = tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1572                 if (!weight)
1573                         weight = NICE_0_LOAD;
1574
1575                 tg->cfs_rq[i]->rq_weight = weight;
1576                 rq_weight += weight;
1577                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1578         }
1579
1580         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1581                 shares = tg->shares;
1582
1583         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1584                 shares = tg->shares;
1585
1586         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd))
1587                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight);
1588
1589         return 0;
1590 }
1591
1592 /*
1593  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1594  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1595  * group is a fraction of its parents load.
1596  */
1597 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1598 {
1599         unsigned long load;
1600         long cpu = (long)data;
1601
1602         if (!tg->parent) {
1603                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1604         } else {
1605                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1606                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1607                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1608         }
1609
1610         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1611
1612         return 0;
1613 }
1614
1615 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1616 {
1617         u64 now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1618         s64 elapsed = now - sd->last_update;
1619
1620         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1621                 sd->last_update = now;
1622                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1623         }
1624 }
1625
1626 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1627 {
1628         spin_unlock(&rq->lock);
1629         update_shares(sd);
1630         spin_lock(&rq->lock);
1631 }
1632
1633 static void update_h_load(long cpu)
1634 {
1635         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1636 }
1637
1638 #else
1639
1640 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1641 {
1642 }
1643
1644 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1645 {
1646 }
1647
1648 #endif
1649
1650 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1651
1652 /*
1653  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1654  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1655  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1656  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1657  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1658  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1659  */
1660 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1661         __releases(this_rq->lock)
1662         __acquires(busiest->lock)
1663         __acquires(this_rq->lock)
1664 {
1665         spin_unlock(&this_rq->lock);
1666         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1667
1668         return 1;
1669 }
1670
1671 #else
1672 /*
1673  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1674  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1675  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1676  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1677  * regardless of entry order into the function.
1678  */
1679 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1680         __releases(this_rq->lock)
1681         __acquires(busiest->lock)
1682         __acquires(this_rq->lock)
1683 {
1684         int ret = 0;
1685
1686         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
1687                 if (busiest < this_rq) {
1688                         spin_unlock(&this_rq->lock);
1689                         spin_lock(&busiest->lock);
1690                         spin_lock_nested(&this_rq->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1691                         ret = 1;
1692                 } else
1693                         spin_lock_nested(&busiest->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1694         }
1695         return ret;
1696 }
1697
1698 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1699
1700 /*
1701  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1702  */
1703 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1704 {
1705         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1706                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1707                 spin_unlock(&this_rq->lock);
1708                 BUG_ON(1);
1709         }
1710
1711         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1712 }
1713
1714 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1715         __releases(busiest->lock)
1716 {
1717         spin_unlock(&busiest->lock);
1718         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1719 }
1720 #endif
1721
1722 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1723 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1724 {
1725 #ifdef CONFIG_SMP
1726         cfs_rq->shares = shares;
1727 #endif
1728 }
1729 #endif
1730
1731 #include "sched_stats.h"
1732 #include "sched_idletask.c"
1733 #include "sched_fair.c"
1734 #include "sched_rt.c"
1735 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1736 # include "sched_debug.c"
1737 #endif
1738
1739 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1740 #define for_each_class(class) \
1741    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1742
1743 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1744 {
1745         rq->nr_running++;
1746 }
1747
1748 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1749 {
1750         rq->nr_running--;
1751 }
1752
1753 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1754 {
1755         if (task_has_rt_policy(p)) {
1756                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1757                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1758                 return;
1759         }
1760
1761         /*
1762          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1763          */
1764         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1765                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1766                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1767                 return;
1768         }
1769
1770         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1771         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1772 }
1773
1774 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1775 {
1776         s64 diff = sample - *avg;
1777         *avg += diff >> 3;
1778 }
1779
1780 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1781 {
1782         if (wakeup)
1783                 p->se.start_runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1784
1785         sched_info_queued(p);
1786         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1787         p->se.on_rq = 1;
1788 }
1789
1790 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1791 {
1792         if (sleep) {
1793                 if (p->se.last_wakeup) {
1794                         update_avg(&p->se.avg_overlap,
1795                                 p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1796                         p->se.last_wakeup = 0;
1797                 } else {
1798                         update_avg(&p->se.avg_wakeup,
1799                                 sysctl_sched_wakeup_granularity);
1800                 }
1801         }
1802
1803         sched_info_dequeued(p);
1804         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1805         p->se.on_rq = 0;
1806 }
1807
1808 /*
1809  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1810  */
1811 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1812 {
1813         return p->static_prio;
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1818  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1819  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1820  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1821  * estimator recalculates.
1822  */
1823 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1824 {
1825         int prio;
1826
1827         if (task_has_rt_policy(p))
1828                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1829         else
1830                 prio = __normal_prio(p);
1831         return prio;
1832 }
1833
1834 /*
1835  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1836  * taken into account by the scheduler. This value might
1837  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1838  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1839  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1840  */
1841 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1842 {
1843         p->normal_prio = normal_prio(p);
1844         /*
1845          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1846          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1847          * to the normal priority:
1848          */
1849         if (!rt_prio(p->prio))
1850                 return p->normal_prio;
1851         return p->prio;
1852 }
1853
1854 /*
1855  * activate_task - move a task to the runqueue.
1856  */
1857 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1858 {
1859         if (task_contributes_to_load(p))
1860                 rq->nr_uninterruptible--;
1861
1862         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1863         inc_nr_running(rq);
1864 }
1865
1866 /*
1867  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1868  */
1869 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1870 {
1871         if (task_contributes_to_load(p))
1872                 rq->nr_uninterruptible++;
1873
1874         dequeue_task(rq, p, sleep);
1875         dec_nr_running(rq);
1876 }
1877
1878 /**
1879  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1880  * @p: the task in question.
1881  */
1882 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1883 {
1884         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1885 }
1886
1887 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1888 {
1889         set_task_rq(p, cpu);
1890 #ifdef CONFIG_SMP
1891         /*
1892          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1893          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1894          * per-task data have been completed by this moment.
1895          */
1896         smp_wmb();
1897         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1898 #endif
1899 }
1900
1901 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1902                                        const struct sched_class *prev_class,
1903                                        int oldprio, int running)
1904 {
1905         if (prev_class != p->sched_class) {
1906                 if (prev_class->switched_from)
1907                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1908                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1909         } else
1910                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1911 }
1912
1913 #ifdef CONFIG_SMP
1914
1915 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1916 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1917 {
1918         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1919 }
1920
1921 /*
1922  * Is this task likely cache-hot:
1923  */
1924 static int
1925 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
1926 {
1927         s64 delta;
1928
1929         /*
1930          * Buddy candidates are cache hot:
1931          */
1932         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) &&
1933                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
1934                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
1935                 return 1;
1936
1937         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
1938                 return 0;
1939
1940         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
1941                 return 1;
1942         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
1943                 return 0;
1944
1945         delta = now - p->se.exec_start;
1946
1947         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
1948 }
1949
1950
1951 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1952 {
1953         int old_cpu = task_cpu(p);
1954         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
1955         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
1956                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
1957         u64 clock_offset;
1958
1959         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
1960
1961         trace_sched_migrate_task(p, task_cpu(p), new_cpu);
1962
1963 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1964         if (p->se.wait_start)
1965                 p->se.wait_start -= clock_offset;
1966         if (p->se.sleep_start)
1967                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
1968         if (p->se.block_start)
1969                 p->se.block_start -= clock_offset;
1970         if (old_cpu != new_cpu) {
1971                 schedstat_inc(p, se.nr_migrations);
1972                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
1973                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
1974         }
1975 #endif
1976         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
1977                                          new_cfsrq->min_vruntime;
1978
1979         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1980 }
1981
1982 struct migration_req {
1983         struct list_head list;
1984
1985         struct task_struct *task;
1986         int dest_cpu;
1987
1988         struct completion done;
1989 };
1990
1991 /*
1992  * The task's runqueue lock must be held.
1993  * Returns true if you have to wait for migration thread.
1994  */
1995 static int
1996 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
1997 {
1998         struct rq *rq = task_rq(p);
1999
2000         /*
2001          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
2002          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
2003          */
2004         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
2005                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
2006                 return 0;
2007         }
2008
2009         init_completion(&req->done);
2010         req->task = p;
2011         req->dest_cpu = dest_cpu;
2012         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2013
2014         return 1;
2015 }
2016
2017 /*
2018  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2019  *
2020  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2021  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2022  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2023  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2024  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2025  * @p has remained unscheduled the whole time.
2026  *
2027  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2028  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2029  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2030  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2031  * waiting to become inactive.
2032  */
2033 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2034 {
2035         unsigned long flags;
2036         int running, on_rq;
2037         unsigned long ncsw;
2038         struct rq *rq;
2039
2040         for (;;) {
2041                 /*
2042                  * We do the initial early heuristics without holding
2043                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2044                  * the runqueue lock when things look like they will
2045                  * work out!
2046                  */
2047                 rq = task_rq(p);
2048
2049                 /*
2050                  * If the task is actively running on another CPU
2051                  * still, just relax and busy-wait without holding
2052                  * any locks.
2053                  *
2054                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2055                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2056                  * But we don't care, since "task_running()" will
2057                  * return false if the runqueue has changed and p
2058                  * is actually now running somewhere else!
2059                  */
2060                 while (task_running(rq, p)) {
2061                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2062                                 return 0;
2063                         cpu_relax();
2064                 }
2065
2066                 /*
2067                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2068                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2069                  * just go back and repeat.
2070                  */
2071                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2072                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2073                 running = task_running(rq, p);
2074                 on_rq = p->se.on_rq;
2075                 ncsw = 0;
2076                 if (!match_state || p->state == match_state)
2077                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2078                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2079
2080                 /*
2081                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2082                  */
2083                 if (unlikely(!ncsw))
2084                         break;
2085
2086                 /*
2087                  * Was it really running after all now that we
2088                  * checked with the proper locks actually held?
2089                  *
2090                  * Oops. Go back and try again..
2091                  */
2092                 if (unlikely(running)) {
2093                         cpu_relax();
2094                         continue;
2095                 }
2096
2097                 /*
2098                  * It's not enough that it's not actively running,
2099                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2100                  * preempted!
2101                  *
2102                  * So if it was still runnable (but just not actively
2103                  * running right now), it's preempted, and we should
2104                  * yield - it could be a while.
2105                  */
2106                 if (unlikely(on_rq)) {
2107                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2108                         continue;
2109                 }
2110
2111                 /*
2112                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2113                  * runnable, which means that it will never become
2114                  * running in the future either. We're all done!
2115                  */
2116                 break;
2117         }
2118
2119         return ncsw;
2120 }
2121
2122 /***
2123  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2124  * @p: the to-be-kicked thread
2125  *
2126  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2127  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2128  *
2129  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2130  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2131  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2132  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2133  * achieved as well.
2134  */
2135 void kick_process(struct task_struct *p)
2136 {
2137         int cpu;
2138
2139         preempt_disable();
2140         cpu = task_cpu(p);
2141         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2142                 smp_send_reschedule(cpu);
2143         preempt_enable();
2144 }
2145
2146 /*
2147  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2148  * according to the scheduling class and "nice" value.
2149  *
2150  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2151  * balance conservatively.
2152  */
2153 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2154 {
2155         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2156         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2157
2158         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2159                 return total;
2160
2161         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2162 }
2163
2164 /*
2165  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2166  * according to the scheduling class and "nice" value.
2167  */
2168 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2169 {
2170         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2171         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2172
2173         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2174                 return total;
2175
2176         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2177 }
2178
2179 /*
2180  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2181  * domain.
2182  */
2183 static struct sched_group *
2184 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
2185 {
2186         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
2187         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2188         int load_idx = sd->forkexec_idx;
2189         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2190
2191         do {
2192                 unsigned long load, avg_load;
2193                 int local_group;
2194                 int i;
2195
2196                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2197                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
2198                                         &p->cpus_allowed))
2199                         continue;
2200
2201                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2202                                                sched_group_cpus(group));
2203
2204                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2205                 avg_load = 0;
2206
2207                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2208                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2209                         if (local_group)
2210                                 load = source_load(i, load_idx);
2211                         else
2212                                 load = target_load(i, load_idx);
2213
2214                         avg_load += load;
2215                 }
2216
2217                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2218                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
2219                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
2220
2221                 if (local_group) {
2222                         this_load = avg_load;
2223                         this = group;
2224                 } else if (avg_load < min_load) {
2225                         min_load = avg_load;
2226                         idlest = group;
2227                 }
2228         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2229
2230         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2231                 return NULL;
2232         return idlest;
2233 }
2234
2235 /*
2236  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2237  */
2238 static int
2239 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
2240 {
2241         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2242         int idlest = -1;
2243         int i;
2244
2245         /* Traverse only the allowed CPUs */
2246         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), &p->cpus_allowed) {
2247                 load = weighted_cpuload(i);
2248
2249                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2250                         min_load = load;
2251                         idlest = i;
2252                 }
2253         }
2254
2255         return idlest;
2256 }
2257
2258 /*
2259  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2260  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2261  * SD_BALANCE_EXEC.
2262  *
2263  * Balance, ie. select the least loaded group.
2264  *
2265  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2266  *
2267  * preempt must be disabled.
2268  */
2269 static int sched_balance_self(int cpu, int flag)
2270 {
2271         struct task_struct *t = current;
2272         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
2273
2274         for_each_domain(cpu, tmp) {
2275                 /*
2276                  * If power savings logic is enabled for a domain, stop there.
2277                  */
2278                 if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
2279                         break;
2280                 if (tmp->flags & flag)
2281                         sd = tmp;
2282         }
2283
2284         if (sd)
2285                 update_shares(sd);
2286
2287         while (sd) {
2288                 struct sched_group *group;
2289                 int new_cpu, weight;
2290
2291                 if (!(sd->flags & flag)) {
2292                         sd = sd->child;
2293                         continue;
2294                 }
2295
2296                 group = find_idlest_group(sd, t, cpu);
2297                 if (!group) {
2298                         sd = sd->child;
2299                         continue;
2300                 }
2301
2302                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, t, cpu);
2303                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
2304                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
2305                         sd = sd->child;
2306                         continue;
2307                 }
2308
2309                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
2310                 cpu = new_cpu;
2311                 weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
2312                 sd = NULL;
2313                 for_each_domain(cpu, tmp) {
2314                         if (weight <= cpumask_weight(sched_domain_span(tmp)))
2315                                 break;
2316                         if (tmp->flags & flag)
2317                                 sd = tmp;
2318                 }
2319                 /* while loop will break here if sd == NULL */
2320         }
2321
2322         return cpu;
2323 }
2324
2325 #endif /* CONFIG_SMP */
2326
2327 /***
2328  * try_to_wake_up - wake up a thread
2329  * @p: the to-be-woken-up thread
2330  * @state: the mask of task states that can be woken
2331  * @sync: do a synchronous wakeup?
2332  *
2333  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2334  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2335  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2336  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2337  * runnable without the overhead of this.
2338  *
2339  * returns failure only if the task is already active.
2340  */
2341 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int sync)
2342 {
2343         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2344         unsigned long flags;
2345         long old_state;
2346         struct rq *rq;
2347
2348         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2349                 sync = 0;
2350
2351 #ifdef CONFIG_SMP
2352         if (sched_feat(LB_WAKEUP_UPDATE) && !root_task_group_empty()) {
2353                 struct sched_domain *sd;
2354
2355                 this_cpu = raw_smp_processor_id();
2356                 cpu = task_cpu(p);
2357
2358                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2359                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2360                                 update_shares(sd);
2361                                 break;
2362                         }
2363                 }
2364         }
2365 #endif
2366
2367         smp_wmb();
2368         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2369         update_rq_clock(rq);
2370         old_state = p->state;
2371         if (!(old_state & state))
2372                 goto out;
2373
2374         if (p->se.on_rq)
2375                 goto out_running;
2376
2377         cpu = task_cpu(p);
2378         orig_cpu = cpu;
2379         this_cpu = smp_processor_id();
2380
2381 #ifdef CONFIG_SMP
2382         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2383                 goto out_activate;
2384
2385         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sync);
2386         if (cpu != orig_cpu) {
2387                 set_task_cpu(p, cpu);
2388                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2389                 /* might preempt at this point */
2390                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2391                 old_state = p->state;
2392                 if (!(old_state & state))
2393                         goto out;
2394                 if (p->se.on_rq)
2395                         goto out_running;
2396
2397                 this_cpu = smp_processor_id();
2398                 cpu = task_cpu(p);
2399         }
2400
2401 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2402         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2403         if (cpu == this_cpu)
2404                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2405         else {
2406                 struct sched_domain *sd;
2407                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2408                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2409                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2410                                 break;
2411                         }
2412                 }
2413         }
2414 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2415
2416 out_activate:
2417 #endif /* CONFIG_SMP */
2418         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2419         if (sync)
2420                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2421         if (orig_cpu != cpu)
2422                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2423         if (cpu == this_cpu)
2424                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2425         else
2426                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2427         activate_task(rq, p, 1);
2428         success = 1;
2429
2430         /*
2431          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2432          */
2433         if (!in_interrupt()) {
2434                 struct sched_entity *se = &current->se;
2435                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2436
2437                 if (se->last_wakeup)
2438                         sample -= se->last_wakeup;
2439                 else
2440                         sample -= se->start_runtime;
2441                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2442
2443                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2444         }
2445
2446 out_running:
2447         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2448         check_preempt_curr(rq, p, sync);
2449
2450         p->state = TASK_RUNNING;
2451 #ifdef CONFIG_SMP
2452         if (p->sched_class->task_wake_up)
2453                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2454 #endif
2455 out:
2456         task_rq_unlock(rq, &flags);
2457
2458         return success;
2459 }
2460
2461 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2462 {
2463         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2464 }
2465 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2466
2467 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2468 {
2469         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2470 }
2471
2472 /*
2473  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2474  * p is forked by current.
2475  *
2476  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2477  */
2478 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2479 {
2480         p->se.exec_start                = 0;
2481         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2482         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2483         p->se.last_wakeup               = 0;
2484         p->se.avg_overlap               = 0;
2485         p->se.start_runtime             = 0;
2486         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2487
2488 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2489         p->se.wait_start                = 0;
2490         p->se.sum_sleep_runtime         = 0;
2491         p->se.sleep_start               = 0;
2492         p->se.block_start               = 0;
2493         p->se.sleep_max                 = 0;
2494         p->se.block_max                 = 0;
2495         p->se.exec_max                  = 0;
2496         p->se.slice_max                 = 0;
2497         p->se.wait_max                  = 0;
2498 #endif
2499
2500         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2501         p->se.on_rq = 0;
2502         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2503
2504 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2505         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2506 #endif
2507
2508         /*
2509          * We mark the process as running here, but have not actually
2510          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2511          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2512          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2513          */
2514         p->state = TASK_RUNNING;
2515 }
2516
2517 /*
2518  * fork()/clone()-time setup:
2519  */
2520 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2521 {
2522         int cpu = get_cpu();
2523
2524         __sched_fork(p);
2525
2526 #ifdef CONFIG_SMP
2527         cpu = sched_balance_self(cpu, SD_BALANCE_FORK);
2528 #endif
2529         set_task_cpu(p, cpu);
2530
2531         /*
2532          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child:
2533          */
2534         p->prio = current->normal_prio;
2535         if (!rt_prio(p->prio))
2536                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2537
2538 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2539         if (likely(sched_info_on()))
2540                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2541 #endif
2542 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2543         p->oncpu = 0;
2544 #endif
2545 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2546         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2547         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2548 #endif
2549         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2550
2551         put_cpu();
2552 }
2553
2554 /*
2555  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2556  *
2557  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2558  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2559  * on the runqueue and wakes it.
2560  */
2561 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2562 {
2563         unsigned long flags;
2564         struct rq *rq;
2565
2566         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2567         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2568         update_rq_clock(rq);
2569
2570         p->prio = effective_prio(p);
2571
2572         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
2573                 activate_task(rq, p, 0);
2574         } else {
2575                 /*
2576                  * Let the scheduling class do new task startup
2577                  * management (if any):
2578                  */
2579                 p->sched_class->task_new(rq, p);
2580                 inc_nr_running(rq);
2581         }
2582         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2583         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2584 #ifdef CONFIG_SMP
2585         if (p->sched_class->task_wake_up)
2586                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2587 #endif
2588         task_rq_unlock(rq, &flags);
2589 }
2590
2591 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2592
2593 /**
2594  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2595  * @notifier: notifier struct to register
2596  */
2597 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2598 {
2599         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2600 }
2601 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2602
2603 /**
2604  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2605  * @notifier: notifier struct to unregister
2606  *
2607  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2608  */
2609 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2610 {
2611         hlist_del(&notifier->link);
2612 }
2613 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2614
2615 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2616 {
2617         struct preempt_notifier *notifier;
2618         struct hlist_node *node;
2619
2620         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2621                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2622 }
2623
2624 static void
2625 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2626                                  struct task_struct *next)
2627 {
2628         struct preempt_notifier *notifier;
2629         struct hlist_node *node;
2630
2631         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2632                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2633 }
2634
2635 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2636
2637 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2638 {
2639 }
2640
2641 static void
2642 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2643                                  struct task_struct *next)
2644 {
2645 }
2646
2647 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2648
2649 /**
2650  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2651  * @rq: the runqueue preparing to switch
2652  * @prev: the current task that is being switched out
2653  * @next: the task we are going to switch to.
2654  *
2655  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2656  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2657  * switch.
2658  *
2659  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2660  * hooks.
2661  */
2662 static inline void
2663 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2664                     struct task_struct *next)
2665 {
2666         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2667         prepare_lock_switch(rq, next);
2668         prepare_arch_switch(next);
2669 }
2670
2671 /**
2672  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2673  * @rq: runqueue associated with task-switch
2674  * @prev: the thread we just switched away from.
2675  *
2676  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2677  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2678  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2679  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2680  *
2681  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2682  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2683  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2684  * details.)
2685  */
2686 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2687         __releases(rq->lock)
2688 {
2689         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2690         long prev_state;
2691 #ifdef CONFIG_SMP
2692         int post_schedule = 0;
2693
2694         if (current->sched_class->needs_post_schedule)
2695                 post_schedule = current->sched_class->needs_post_schedule(rq);
2696 #endif
2697
2698         rq->prev_mm = NULL;
2699
2700         /*
2701          * A task struct has one reference for the use as "current".
2702          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2703          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2704          * the scheduled task must drop that reference.
2705          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2706          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2707          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2708          * be dropped twice.
2709          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2710          */
2711         prev_state = prev->state;
2712         finish_arch_switch(prev);
2713         finish_lock_switch(rq, prev);
2714 #ifdef CONFIG_SMP
2715         if (post_schedule)
2716                 current->sched_class->post_schedule(rq);
2717 #endif
2718
2719         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2720         if (mm)
2721                 mmdrop(mm);
2722         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2723                 /*
2724                  * Remove function-return probe instances associated with this
2725                  * task and put them back on the free list.
2726                  */
2727                 kprobe_flush_task(prev);
2728                 put_task_struct(prev);
2729         }
2730 }
2731
2732 /**
2733  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2734  * @prev: the thread we just switched away from.
2735  */
2736 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2737         __releases(rq->lock)
2738 {
2739         struct rq *rq = this_rq();
2740
2741         finish_task_switch(rq, prev);
2742 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2743         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2744         preempt_enable();
2745 #endif
2746         if (current->set_child_tid)
2747                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2748 }
2749
2750 /*
2751  * context_switch - switch to the new MM and the new
2752  * thread's register state.
2753  */
2754 static inline void
2755 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2756                struct task_struct *next)
2757 {
2758         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2759
2760         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2761         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2762         mm = next->mm;
2763         oldmm = prev->active_mm;
2764         /*
2765          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2766          * combine the page table reload and the switch backend into
2767          * one hypercall.
2768          */
2769         arch_enter_lazy_cpu_mode();
2770
2771         if (unlikely(!mm)) {
2772                 next->active_mm = oldmm;
2773                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2774                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2775         } else
2776                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2777
2778         if (unlikely(!prev->mm)) {
2779                 prev->active_mm = NULL;
2780                 rq->prev_mm = oldmm;
2781         }
2782         /*
2783          * Since the runqueue lock will be released by the next
2784          * task (which is an invalid locking op but in the case
2785          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2786          * do an early lockdep release here:
2787          */
2788 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2789         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2790 #endif
2791
2792         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2793         switch_to(prev, next, prev);
2794
2795         barrier();
2796         /*
2797          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2798          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2799          * frame will be invalid.
2800          */
2801         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2802 }
2803
2804 /*
2805  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2806  *
2807  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2808  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2809  * number of context switches performed since bootup.
2810  */
2811 unsigned long nr_running(void)
2812 {
2813         unsigned long i, sum = 0;
2814
2815         for_each_online_cpu(i)
2816                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2817
2818         return sum;
2819 }
2820
2821 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2822 {
2823         unsigned long i, sum = 0;
2824
2825         for_each_possible_cpu(i)
2826                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2827
2828         /*
2829          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2830          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2831          */
2832         if (unlikely((long)sum < 0))
2833                 sum = 0;
2834
2835         return sum;
2836 }
2837
2838 unsigned long long nr_context_switches(void)
2839 {
2840         int i;
2841         unsigned long long sum = 0;
2842
2843         for_each_possible_cpu(i)
2844                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2845
2846         return sum;
2847 }
2848
2849 unsigned long nr_iowait(void)
2850 {
2851         unsigned long i, sum = 0;
2852
2853         for_each_possible_cpu(i)
2854                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2855
2856         return sum;
2857 }
2858
2859 unsigned long nr_active(void)
2860 {
2861         unsigned long i, running = 0, uninterruptible = 0;
2862
2863         for_each_online_cpu(i) {
2864                 running += cpu_rq(i)->nr_running;
2865                 uninterruptible += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2866         }
2867
2868         if (unlikely((long)uninterruptible < 0))
2869                 uninterruptible = 0;
2870
2871         return running + uninterruptible;
2872 }
2873
2874 /*
2875  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2876  * scheduler tick (TICK_NSEC).
2877  */
2878 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
2879 {
2880         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
2881         int i, scale;
2882
2883         this_rq->nr_load_updates++;
2884
2885         /* Update our load: */
2886         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2887                 unsigned long old_load, new_load;
2888
2889                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2890
2891                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2892                 new_load = this_load;
2893                 /*
2894                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2895                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2896                  * example.
2897                  */
2898                 if (new_load > old_load)
2899                         new_load += scale-1;
2900                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
2901         }
2902 }
2903
2904 #ifdef CONFIG_SMP
2905
2906 /*
2907  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2908  *
2909  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2910  * you need to do so manually before calling.
2911  */
2912 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2913         __acquires(rq1->lock)
2914         __acquires(rq2->lock)
2915 {
2916         BUG_ON(!irqs_disabled());
2917         if (rq1 == rq2) {
2918                 spin_lock(&rq1->lock);
2919                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2920         } else {
2921                 if (rq1 < rq2) {
2922                         spin_lock(&rq1->lock);
2923                         spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2924                 } else {
2925                         spin_lock(&rq2->lock);
2926                         spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2927                 }
2928         }
2929         update_rq_clock(rq1);
2930         update_rq_clock(rq2);
2931 }
2932
2933 /*
2934  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2935  *
2936  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2937  * you need to do so manually after calling.
2938  */
2939 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2940         __releases(rq1->lock)
2941         __releases(rq2->lock)
2942 {
2943         spin_unlock(&rq1->lock);
2944         if (rq1 != rq2)
2945                 spin_unlock(&rq2->lock);
2946         else
2947                 __release(rq2->lock);
2948 }
2949
2950 /*
2951  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
2952  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
2953  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
2954  * the cpu_allowed mask is restored.
2955  */
2956 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
2957 {
2958         struct migration_req req;
2959         unsigned long flags;
2960         struct rq *rq;
2961
2962         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2963         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
2964             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
2965                 goto out;
2966
2967         /* force the process onto the specified CPU */
2968         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
2969                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
2970                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
2971
2972                 get_task_struct(mt);
2973                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2974                 wake_up_process(mt);
2975                 put_task_struct(mt);
2976                 wait_for_completion(&req.done);
2977
2978                 return;
2979         }
2980 out:
2981         task_rq_unlock(rq, &flags);
2982 }
2983
2984 /*
2985  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2986  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2987  */
2988 void sched_exec(void)
2989 {
2990         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
2991         new_cpu = sched_balance_self(this_cpu, SD_BALANCE_EXEC);
2992         put_cpu();
2993         if (new_cpu != this_cpu)
2994                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
2995 }
2996
2997 /*
2998  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
2999  * Both runqueues must be locked.
3000  */
3001 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
3002                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
3003 {
3004         deactivate_task(src_rq, p, 0);
3005         set_task_cpu(p, this_cpu);
3006         activate_task(this_rq, p, 0);
3007         /*
3008          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
3009          * to be always true for them.
3010          */
3011         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3012 }
3013
3014 /*
3015  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3016  */
3017 static
3018 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3019                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3020                      int *all_pinned)
3021 {
3022         int tsk_cache_hot = 0;
3023         /*
3024          * We do not migrate tasks that are:
3025          * 1) running (obviously), or
3026          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3027          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3028          */
3029         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3030                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3031                 return 0;
3032         }
3033         *all_pinned = 0;
3034
3035         if (task_running(rq, p)) {
3036                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3037                 return 0;
3038         }
3039
3040         /*
3041          * Aggressive migration if:
3042          * 1) task is cache cold, or
3043          * 2) too many balance attempts have failed.
3044          */
3045
3046         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3047         if (!tsk_cache_hot ||
3048                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3049 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3050                 if (tsk_cache_hot) {
3051                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3052                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3053                 }
3054 #endif
3055                 return 1;
3056         }
3057
3058         if (tsk_cache_hot) {
3059                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3060                 return 0;
3061         }
3062         return 1;
3063 }
3064
3065 static unsigned long
3066 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3067               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3068               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3069               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3070 {
3071         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3072         struct task_struct *p;
3073         long rem_load_move = max_load_move;
3074
3075         if (max_load_move == 0)
3076                 goto out;
3077
3078         pinned = 1;
3079
3080         /*
3081          * Start the load-balancing iterator:
3082          */
3083         p = iterator->start(iterator->arg);
3084 next:
3085         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3086                 goto out;
3087
3088         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3089             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3090                 p = iterator->next(iterator->arg);
3091                 goto next;
3092         }
3093
3094         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3095         pulled++;
3096         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3097
3098 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3099         /*
3100          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3101          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3102          * section.
3103          */
3104         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3105                 goto out;
3106 #endif
3107
3108         /*
3109          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3110          */
3111         if (rem_load_move > 0) {
3112                 if (p->prio < *this_best_prio)
3113                         *this_best_prio = p->prio;
3114                 p = iterator->next(iterator->arg);
3115                 goto next;
3116         }
3117 out:
3118         /*
3119          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3120          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3121          * inside pull_task().
3122          */
3123         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3124
3125         if (all_pinned)
3126                 *all_pinned = pinned;
3127
3128         return max_load_move - rem_load_move;
3129 }
3130
3131 /*
3132  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3133  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3134  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3135  *
3136  * Called with both runqueues locked.
3137  */
3138 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3139                       unsigned long max_load_move,
3140                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3141                       int *all_pinned)
3142 {
3143         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3144         unsigned long total_load_moved = 0;
3145         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3146
3147         do {
3148                 total_load_moved +=
3149                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3150                                 max_load_move - total_load_moved,
3151                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3152                 class = class->next;
3153
3154 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3155                 /*
3156                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3157                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3158                  * the critical section.
3159                  */
3160                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3161                         break;
3162 #endif
3163         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3164
3165         return total_load_moved > 0;
3166 }
3167
3168 static int
3169 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3170                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3171                    struct rq_iterator *iterator)
3172 {
3173         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3174         int pinned = 0;
3175
3176         while (p) {
3177                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3178                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3179                         /*
3180                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3181                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3182                          * stats here rather than inside pull_task().
3183                          */
3184                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3185
3186                         return 1;
3187                 }
3188                 p = iterator->next(iterator->arg);
3189         }
3190
3191         return 0;
3192 }
3193
3194 /*
3195  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3196  * part of active balancing operations within "domain".
3197  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3198  *
3199  * Called with both runqueues locked.
3200  */
3201 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3202                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3203 {
3204         const struct sched_class *class;
3205
3206         for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
3207                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3208                         return 1;
3209
3210         return 0;
3211 }
3212 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3213 /*
3214  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3215  *              during load balancing.
3216  */
3217 struct sd_lb_stats {
3218         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3219         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3220         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3221         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3222         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3223
3224         /** Statistics of this group */
3225         unsigned long this_load;
3226         unsigned long this_load_per_task;
3227         unsigned long this_nr_running;
3228
3229         /* Statistics of the busiest group */
3230         unsigned long max_load;
3231         unsigned long busiest_load_per_task;
3232         unsigned long busiest_nr_running;
3233
3234         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3235 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3236         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3237         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3238         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3239         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3240         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3241         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3242 #endif
3243 };
3244
3245 /*
3246  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3247  */
3248 struct sg_lb_stats {
3249         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3250         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3251         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3252         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3253         unsigned long group_capacity;
3254         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3255 };
3256
3257 /**
3258  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3259  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3260  */
3261 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3262 {
3263         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3264 }
3265
3266 /**
3267  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3268  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3269  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3270  */
3271 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3272                                         enum cpu_idle_type idle)
3273 {
3274         int load_idx;
3275
3276         switch (idle) {
3277         case CPU_NOT_IDLE:
3278                 load_idx = sd->busy_idx;
3279                 break;
3280
3281         case CPU_NEWLY_IDLE:
3282                 load_idx = sd->newidle_idx;
3283                 break;
3284         default:
3285                 load_idx = sd->idle_idx;
3286                 break;
3287         }
3288
3289         return load_idx;
3290 }
3291
3292
3293 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3294 /**
3295  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3296  * the given sched_domain, during load balancing.
3297  *
3298  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3299  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3300  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3301  */
3302 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3303         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3304 {
3305         /*
3306          * Busy processors will not participate in power savings
3307          * balance.
3308          */
3309         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3310                 sds->power_savings_balance = 0;
3311         else {
3312                 sds->power_savings_balance = 1;
3313                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3314                 sds->leader_nr_running = 0;
3315         }
3316 }
3317
3318 /**
3319  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3320  * sched_domain while performing load balancing.
3321  *
3322  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3323  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3324  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3325  *              load balancing ?
3326  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3327  */
3328 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3329         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3330 {
3331
3332         if (!sds->power_savings_balance)
3333                 return;
3334
3335         /*
3336          * If the local group is idle or completely loaded
3337          * no need to do power savings balance at this domain
3338          */
3339         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3340                                 !sds->this_nr_running))
3341                 sds->power_savings_balance = 0;
3342
3343         /*
3344          * If a group is already running at full capacity or idle,
3345          * don't include that group in power savings calculations
3346          */
3347         if (!sds->power_savings_balance ||
3348                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3349                 !sgs->sum_nr_running)
3350                 return;
3351
3352         /*
3353          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3354          * This is the group from where we need to pick up the load
3355          * for saving power
3356          */
3357         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3358             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3359              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3360                 sds->group_min = group;
3361                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3362                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3363                                                 sgs->sum_nr_running;
3364         }
3365
3366         /*
3367          * Calculate the group which is almost near its
3368          * capacity but still has some space to pick up some load
3369          * from other group and save more power
3370          */
3371         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity - 1)
3372                 return;
3373
3374         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3375             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3376              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3377                 sds->group_leader = group;
3378                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3379         }
3380 }
3381
3382 /**
3383  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3384  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3385  *      under consideration.
3386  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3387  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3388  *
3389  * Description:
3390  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3391  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3392  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3393  *
3394  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3395  * Else returns 0.
3396  */
3397 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3398                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3399 {
3400         if (!sds->power_savings_balance)
3401                 return 0;
3402
3403         if (sds->this != sds->group_leader ||
3404                         sds->group_leader == sds->group_min)
3405                 return 0;
3406
3407         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3408         sds->busiest = sds->group_min;
3409
3410         if (sched_mc_power_savings >= POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP) {
3411                 cpu_rq(this_cpu)->rd->sched_mc_preferred_wakeup_cpu =
3412                         group_first_cpu(sds->group_leader);
3413         }
3414
3415         return 1;
3416
3417 }
3418 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3419 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3420         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3421 {
3422         return;
3423 }
3424
3425 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3426         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3427 {
3428         return;
3429 }
3430
3431 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3432                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3433 {
3434         return 0;
3435 }
3436 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3437
3438
3439 /**
3440  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3441  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3442  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3443  * @idle: Idle status of this_cpu
3444  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3445  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3446  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3447  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3448  * @balance: Should we balance.
3449  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3450  */
3451 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_group *group, int this_cpu,
3452                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3453                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3454                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3455 {
3456         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3457         int i;
3458         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3459         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3460         unsigned long avg_load_per_task;
3461
3462         if (local_group)
3463                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3464
3465         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3466         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3467         max_cpu_load = 0;
3468         min_cpu_load = ~0UL;
3469
3470         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3471                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3472
3473                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3474                         *sd_idle = 0;
3475
3476                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3477                 if (local_group) {
3478                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3479                                 first_idle_cpu = 1;
3480                                 balance_cpu = i;
3481                         }
3482
3483                         load = target_load(i, load_idx);
3484                 } else {
3485                         load = source_load(i, load_idx);
3486                         if (load > max_cpu_load)
3487                                 max_cpu_load = load;
3488                         if (min_cpu_load > load)
3489                                 min_cpu_load = load;
3490                 }
3491
3492                 sgs->group_load += load;
3493                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3494                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3495
3496                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3497         }
3498
3499         /*
3500          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3501          * is eligible for doing load balancing at this and above
3502          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3503          * to do the newly idle load balance.
3504          */
3505         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3506             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3507                 *balance = 0;
3508                 return;
3509         }
3510
3511         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3512         sgs->avg_load = sg_div_cpu_power(group,
3513                         sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE);
3514
3515
3516         /*
3517          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3518          * than the average weight of two tasks.
3519          *
3520          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3521          *      might not be a suitable number - should we keep a
3522          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3523          *      the hierarchy?
3524          */
3525         avg_load_per_task = sg_div_cpu_power(group,
3526                         sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3527
3528         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3529                 sgs->group_imb = 1;
3530
3531         sgs->group_capacity = group->__cpu_power / SCHED_LOAD_SCALE;
3532
3533 }
3534
3535 /**
3536  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3537  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3538  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3539  * @idle: Idle status of this_cpu
3540  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3541  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3542  * @balance: Should we balance.
3543  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3544  */
3545 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3546                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3547                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3548                         struct sd_lb_stats *sds)
3549 {
3550         struct sched_group *group = sd->groups;
3551         struct sg_lb_stats sgs;
3552         int load_idx;
3553
3554         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3555         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3556
3557         do {
3558                 int local_group;
3559
3560                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3561                                                sched_group_cpus(group));
3562                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3563                 update_sg_lb_stats(group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3564                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3565
3566                 if (local_group && balance && !(*balance))
3567                         return;
3568
3569                 sds->total_load += sgs.group_load;
3570                 sds->total_pwr += group->__cpu_power;
3571
3572                 if (local_group) {
3573                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3574                         sds->this = group;
3575                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3576                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3577                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3578                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3579                                 sgs.group_imb)) {
3580                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3581                         sds->busiest = group;
3582                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3583                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3584                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3585                 }
3586
3587                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3588                 group = group->next;
3589         } while (group != sd->groups);
3590
3591 }
3592
3593 /**
3594  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3595  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3596  *                      load balancing.
3597  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3598  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3599  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3600  */
3601 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3602                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3603 {
3604         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3605         unsigned int imbn = 2;
3606
3607         if (sds->this_nr_running) {
3608                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3609                 if (sds->busiest_load_per_task >
3610                                 sds->this_load_per_task)
3611                         imbn = 1;
3612         } else
3613                 sds->this_load_per_task =
3614                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3615
3616         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3617                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3618                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3619                 return;
3620         }
3621
3622         /*
3623          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3624          * however we may be able to increase total CPU power used by
3625          * moving them.
3626          */
3627
3628         pwr_now += sds->busiest->__cpu_power *
3629                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3630         pwr_now += sds->this->__cpu_power *
3631                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3632         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3633
3634         /* Amount of load we'd subtract */
3635         tmp = sg_div_cpu_power(sds->busiest,
3636                         sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3637         if (sds->max_load > tmp)
3638                 pwr_move += sds->busiest->__cpu_power *
3639                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3640
3641         /* Amount of load we'd add */
3642         if (sds->max_load * sds->busiest->__cpu_power <
3643                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3644                 tmp = sg_div_cpu_power(sds->this,
3645                         sds->max_load * sds->busiest->__cpu_power);
3646         else
3647                 tmp = sg_div_cpu_power(sds->this,
3648                         sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3649         pwr_move += sds->this->__cpu_power *
3650                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3651         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3652
3653         /* Move if we gain throughput */
3654         if (pwr_move > pwr_now)
3655                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3656 }
3657
3658 /**
3659  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3660  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3661  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3662  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3663  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3664  */
3665 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3666                 unsigned long *imbalance)
3667 {
3668         unsigned long max_pull;
3669         /*
3670          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3671          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3672          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3673          */
3674         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3675                 *imbalance = 0;
3676                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3677         }
3678
3679         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3680         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3681                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3682
3683         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3684         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->__cpu_power,
3685                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->__cpu_power)
3686                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3687
3688         /*
3689          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3690          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3691          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3692          * moved
3693          */
3694         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3695                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3696
3697 }
3698 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3699
3700 /**
3701  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3702  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3703  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3704  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3705  * such a group exists.
3706  *
3707  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3708  * to restore balance.
3709  *
3710  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3711  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
3712  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
3713  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
3714  * @idle: The idle status of this_cpu.
3715  * @sd_idle: The idleness of sd
3716  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
3717  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
3718  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
3719  *
3720  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
3721  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
3722  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
3723  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
3724  */
3725 static struct sched_group *
3726 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3727                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3728                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
3729 {
3730         struct sd_lb_stats sds;
3731
3732         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
3733
3734         /*
3735          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
3736          * this level.
3737          */
3738         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
3739                                         balance, &sds);
3740
3741         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
3742         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
3743          *    at this level.
3744          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
3745          * 3) This group is the busiest group.
3746          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
3747          *    sched_domain.
3748          * 5) The imbalance is within the specified limit.
3749          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
3750          */
3751         if (balance && !(*balance))
3752                 goto ret;
3753
3754         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
3755                 goto out_balanced;
3756
3757         if (sds.this_load >= sds.max_load)
3758                 goto out_balanced;
3759
3760         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
3761
3762         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
3763                 goto out_balanced;
3764
3765         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
3766                 goto out_balanced;
3767
3768         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
3769         if (sds.group_imb)
3770                 sds.busiest_load_per_task =
3771                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
3772
3773         /*
3774          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
3775          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
3776          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
3777          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
3778          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
3779          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
3780          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
3781          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
3782          * appear as very large values with unsigned longs.
3783          */
3784         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
3785                 goto out_balanced;
3786
3787         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
3788         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
3789         return sds.busiest;
3790
3791 out_balanced:
3792         /*
3793          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
3794          * to save power.
3795          */
3796         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
3797                 return sds.busiest;
3798 ret:
3799         *imbalance = 0;
3800         return NULL;
3801 }
3802
3803 /*
3804  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
3805  */
3806 static struct rq *
3807 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
3808                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
3809 {
3810         struct rq *busiest = NULL, *rq;
3811         unsigned long max_load = 0;
3812         int i;
3813
3814         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
3815                 unsigned long wl;
3816
3817                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
3818                         continue;
3819
3820                 rq = cpu_rq(i);
3821                 wl = weighted_cpuload(i);
3822
3823                 if (rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
3824                         continue;
3825
3826                 if (wl > max_load) {
3827                         max_load = wl;
3828                         busiest = rq;
3829                 }
3830         }
3831
3832         return busiest;
3833 }
3834
3835 /*
3836  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
3837  * so long as it is large enough.
3838  */
3839 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
3840
3841 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
3842 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
3843
3844 /*
3845  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3846  * tasks if there is an imbalance.
3847  */
3848 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
3849                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3850                         int *balance)
3851 {
3852         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
3853         struct sched_group *group;
3854         unsigned long imbalance;
3855         struct rq *busiest;
3856         unsigned long flags;
3857         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
3858
3859         cpumask_setall(cpus);
3860
3861         /*
3862          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3863          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3864          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
3865          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3866          */
3867         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3868             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3869                 sd_idle = 1;
3870
3871         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
3872
3873 redo:
3874         update_shares(sd);
3875         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
3876                                    cpus, balance);
3877
3878         if (*balance == 0)
3879                 goto out_balanced;
3880
3881         if (!group) {
3882                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
3883                 goto out_balanced;
3884         }
3885
3886         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
3887         if (!busiest) {
3888                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
3889                 goto out_balanced;
3890         }
3891
3892         BUG_ON(busiest == this_rq);
3893
3894         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
3895
3896         ld_moved = 0;
3897         if (busiest->nr_running > 1) {
3898                 /*
3899                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
3900                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
3901                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
3902                  * correctly treated as an imbalance.
3903                  */
3904                 local_irq_save(flags);
3905                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
3906                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3907                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
3908                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
3909                 local_irq_restore(flags);
3910
3911                 /*
3912                  * some other cpu did the load balance for us.
3913                  */
3914                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
3915                         resched_cpu(this_cpu);
3916
3917                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
3918                 if (unlikely(all_pinned)) {
3919                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
3920                         if (!cpumask_empty(cpus))
3921                                 goto redo;
3922                         goto out_balanced;
3923                 }
3924         }
3925
3926         if (!ld_moved) {
3927                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
3928                 sd->nr_balance_failed++;
3929
3930                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
3931
3932                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
3933
3934                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
3935                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
3936                          */
3937                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
3938                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
3939                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3940                                 all_pinned = 1;
3941                                 goto out_one_pinned;
3942                         }
3943
3944                         if (!busiest->active_balance) {
3945                                 busiest->active_balance = 1;
3946                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
3947                                 active_balance = 1;
3948                         }
3949                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3950                         if (active_balance)
3951                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
3952
3953                         /*
3954                          * We've kicked active balancing, reset the failure
3955                          * counter.
3956                          */
3957                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
3958                 }
3959         } else
3960                 sd->nr_balance_failed = 0;
3961
3962         if (likely(!active_balance)) {
3963                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
3964                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
3965         } else {
3966                 /*
3967                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
3968                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
3969                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
3970                  * move_tasks).
3971                  */
3972                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
3973                         sd->balance_interval *= 2;
3974         }
3975
3976         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3977             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3978                 ld_moved = -1;
3979
3980         goto out;
3981
3982 out_balanced:
3983         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
3984
3985         sd->nr_balance_failed = 0;
3986
3987 out_one_pinned:
3988         /* tune up the balancing interval */
3989         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
3990                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
3991                 sd->balance_interval *= 2;
3992
3993         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3994             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3995                 ld_moved = -1;
3996         else
3997                 ld_moved = 0;
3998 out:
3999         if (ld_moved)
4000                 update_shares(sd);
4001         return ld_moved;
4002 }
4003
4004 /*
4005  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4006  * tasks if there is an imbalance.
4007  *
4008  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
4009  * this_rq is locked.
4010  */
4011 static int
4012 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
4013 {
4014         struct sched_group *group;
4015         struct rq *busiest = NULL;
4016         unsigned long imbalance;
4017         int ld_moved = 0;
4018         int sd_idle = 0;
4019         int all_pinned = 0;
4020         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4021
4022         cpumask_setall(cpus);
4023
4024         /*
4025          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4026          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4027          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
4028          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4029          */
4030         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4031             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4032                 sd_idle = 1;
4033
4034         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
4035 redo:
4036         update_shares_locked(this_rq, sd);
4037         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
4038                                    &sd_idle, cpus, NULL);
4039         if (!group) {
4040                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
4041                 goto out_balanced;
4042         }
4043
4044         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
4045         if (!busiest) {
4046                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
4047                 goto out_balanced;
4048         }
4049
4050         BUG_ON(busiest == this_rq);
4051
4052         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
4053
4054         ld_moved = 0;
4055         if (busiest->nr_running > 1) {
4056                 /* Attempt to move tasks */
4057                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4058                 /* this_rq->clock is already updated */
4059                 update_rq_clock(busiest);
4060                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4061                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
4062                                         &all_pinned);
4063                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4064
4065                 if (unlikely(all_pinned)) {
4066                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4067                         if (!cpumask_empty(cpus))
4068                                 goto redo;
4069                 }
4070         }
4071
4072         if (!ld_moved) {
4073                 int active_balance = 0;
4074
4075                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
4076                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4077                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4078                         return -1;
4079
4080                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4081                         return -1;
4082
4083                 if (sd->nr_balance_failed++ < 2)
4084                         return -1;
4085
4086                 /*
4087                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4088                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4089                  * package. The same method used to move task in load_balance()
4090                  * have been extended for load_balance_newidle() to speedup
4091                  * consolidation at sched_mc=POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP (2)
4092                  *
4093                  * The package power saving logic comes from
4094                  * find_busiest_group().  If there are no imbalance, then
4095                  * f_b_g() will return NULL.  However when sched_mc={1,2} then
4096                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4097                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4098                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4099                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4100                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4101                  *
4102                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4103                  * will be more than one task in the source run queue and
4104                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4105                  * active balance code will not be triggered.
4106                  */
4107
4108                 /* Lock busiest in correct order while this_rq is held */
4109                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4110
4111                 /*
4112                  * don't kick the migration_thread, if the curr
4113                  * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4114                  */
4115                 if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4116                         double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4117                         all_pinned = 1;
4118                         return ld_moved;
4119                 }
4120
4121                 if (!busiest->active_balance) {
4122                         busiest->active_balance = 1;
4123                         busiest->push_cpu = this_cpu;
4124                         active_balance = 1;
4125                 }
4126
4127                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4128                 /*
4129                  * Should not call ttwu while holding a rq->lock
4130                  */
4131                 spin_unlock(&this_rq->lock);
4132                 if (active_balance)
4133                         wake_up_process(busiest->migration_thread);
4134                 spin_lock(&this_rq->lock);
4135
4136         } else
4137                 sd->nr_balance_failed = 0;
4138
4139         update_shares_locked(this_rq, sd);
4140         return ld_moved;
4141
4142 out_balanced:
4143         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
4144         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4145             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4146                 return -1;
4147         sd->nr_balance_failed = 0;
4148
4149         return 0;
4150 }
4151
4152 /*
4153  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4154  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4155  */
4156 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4157 {
4158         struct sched_domain *sd;
4159         int pulled_task = 0;
4160         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4161
4162         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4163                 unsigned long interval;
4164
4165                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4166                         continue;
4167
4168                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
4169                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4170                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
4171                                                            sd);
4172
4173                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4174                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4175                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4176                 if (pulled_task)
4177                         break;
4178         }
4179         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4180                 /*
4181                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4182                  * a busy processor. So reset next_balance.
4183                  */
4184                 this_rq->next_balance = next_balance;
4185         }
4186 }
4187
4188 /*
4189  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
4190  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
4191  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
4192  * logical imbalances.
4193  *
4194  * Called with busiest_rq locked.
4195  */
4196 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
4197 {
4198         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4199         struct sched_domain *sd;
4200         struct rq *target_rq;
4201
4202         /* Is there any task to move? */
4203         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4204                 return;
4205
4206         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4207
4208         /*
4209          * This condition is "impossible", if it occurs
4210          * we need to fix it. Originally reported by
4211          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4212          */
4213         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4214
4215         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4216         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4217         update_rq_clock(busiest_rq);
4218         update_rq_clock(target_rq);
4219
4220         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4221         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4222                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4223                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4224                                 break;
4225         }
4226
4227         if (likely(sd)) {
4228                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4229
4230                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4231                                   sd, CPU_IDLE))
4232                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4233                 else
4234                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4235         }
4236         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4237 }
4238
4239 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4240 static struct {
4241         atomic_t load_balancer;
4242         cpumask_var_t cpu_mask;
4243         cpumask_var_t ilb_grp_nohz_mask;
4244 } nohz ____cacheline_aligned = {
4245         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
4246 };
4247
4248 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
4249 /**
4250  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
4251  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
4252  *              be returned.
4253  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
4254  *              for the given cpu.
4255  *
4256  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
4257  */
4258 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
4259 {
4260         struct sched_domain *sd;
4261
4262         for_each_domain(cpu, sd)
4263                 if (sd && (sd->flags & flag))
4264                         break;
4265
4266         return sd;
4267 }
4268
4269 /**
4270  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
4271  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
4272  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
4273  *              for cpu.
4274  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
4275  *
4276  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
4277  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
4278  */
4279 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
4280         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
4281                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
4282
4283 /**
4284  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
4285  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
4286  *
4287  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
4288  *
4289  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
4290  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
4291  * sched_group is semi-idle or not.
4292  */
4293 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
4294 {
4295         cpumask_and(nohz.ilb_grp_nohz_mask, nohz.cpu_mask,
4296                                         sched_group_cpus(ilb_group));
4297
4298         /*
4299          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
4300          * and atleast one idle cpu.
4301          */
4302         if (cpumask_empty(nohz.ilb_grp_nohz_mask))
4303                 return 0;
4304
4305         if (cpumask_equal(nohz.ilb_grp_nohz_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
4306                 return 0;
4307
4308         return 1;
4309 }
4310 /**
4311  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
4312  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
4313  *
4314  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
4315  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
4316  *
4317  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
4318  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
4319  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
4320  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
4321  */
4322 static int find_new_ilb(int cpu)
4323 {
4324         struct sched_domain *sd;
4325         struct sched_group *ilb_group;
4326
4327         /*
4328          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
4329          * when power-aware load balancing is enabled
4330          */
4331         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
4332                 goto out_done;
4333
4334         /*
4335          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
4336          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
4337          */
4338         if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) < 2)
4339                 goto out_done;
4340
4341         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
4342                 ilb_group = sd->groups;
4343
4344                 do {
4345                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
4346                                 return cpumask_first(nohz.ilb_grp_nohz_mask);
4347
4348                         ilb_group = ilb_group->next;
4349
4350                 } while (ilb_group != sd->groups);
4351         }
4352
4353 out_done:
4354         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4355 }
4356 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
4357 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4358 {
4359         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4360 }
4361 #endif
4362
4363 /*
4364  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4365  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4366  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
4367  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
4368  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
4369  * arrives...
4370  *
4371  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
4372  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
4373  * nohz.cpu_mask..
4374  *
4375  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
4376  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
4377  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
4378  * there is no need for ilb owner.
4379  *
4380  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
4381  * next busy scheduler_tick()
4382  */
4383 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4384 {
4385         int cpu = smp_processor_id();
4386
4387         if (stop_tick) {
4388                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
4389
4390                 if (!cpu_active(cpu)) {
4391                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4392                                 return 0;
4393
4394                         /*
4395                          * If we are going offline and still the leader,
4396                          * give up!
4397                          */
4398                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4399                                 BUG();
4400
4401                         return 0;
4402                 }
4403
4404                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4405
4406                 /* time for ilb owner also to sleep */
4407                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4408                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4409                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4410                         return 0;
4411                 }
4412
4413                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4414                         /* make me the ilb owner */
4415                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
4416                                 return 1;
4417                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4418                         int new_ilb;
4419
4420                         if (!(sched_smt_power_savings ||
4421                                                 sched_mc_power_savings))
4422                                 return 1;
4423                         /*
4424                          * Check to see if there is a more power-efficient
4425                          * ilb.
4426                          */
4427                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
4428                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
4429                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4430                                 resched_cpu(new_ilb);
4431                                 return 0;
4432                         }
4433                         return 1;
4434                 }
4435         } else {
4436                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4437                         return 0;
4438
4439                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4440
4441                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4442                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4443                                 BUG();
4444         }
4445         return 0;
4446 }
4447 #endif
4448
4449 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4450
4451 /*
4452  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4453  * and initiates a balancing operation if so.
4454  *
4455  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4456  */
4457 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4458 {
4459         int balance = 1;
4460         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4461         unsigned long interval;
4462         struct sched_domain *sd;
4463         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4464         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4465         int update_next_balance = 0;
4466         int need_serialize;
4467
4468         for_each_domain(cpu, sd) {
4469                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4470                         continue;
4471
4472                 interval = sd->balance_interval;
4473                 if (idle != CPU_IDLE)
4474                         interval *= sd->busy_factor;
4475
4476                 /* scale ms to jiffies */
4477                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4478                 if (unlikely(!interval))
4479                         interval = 1;
4480                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
4481                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
4482
4483                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4484
4485                 if (need_serialize) {
4486                         if (!spin_trylock(&balancing))
4487                                 goto out;
4488                 }
4489
4490                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4491                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4492                                 /*
4493                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4494                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
4495                                  * not idle.
4496                                  */
4497                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4498                         }
4499                         sd->last_balance = jiffies;
4500                 }
4501                 if (need_serialize)
4502                         spin_unlock(&balancing);
4503 out:
4504                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4505                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4506                         update_next_balance = 1;
4507                 }
4508
4509                 /*
4510                  * Stop the load balance at this level. There is another
4511                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4512                  * actively.
4513                  */
4514                 if (!balance)
4515                         break;
4516         }
4517
4518         /*
4519          * next_balance will be updated only when there is a need.
4520          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4521          * updated.
4522          */
4523         if (likely(update_next_balance))
4524                 rq->next_balance = next_balance;
4525 }
4526
4527 /*
4528  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4529  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
4530  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4531  */
4532 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4533 {
4534         int this_cpu = smp_processor_id();
4535         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4536         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
4537                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4538
4539         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4540
4541 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4542         /*
4543          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
4544          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4545          * stopped.
4546          */
4547         if (this_rq->idle_at_tick &&
4548             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
4549                 struct rq *rq;
4550                 int balance_cpu;
4551
4552                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
4553                         if (balance_cpu == this_cpu)
4554                                 continue;
4555
4556                         /*
4557                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4558                          * work being done for other cpus. Next load
4559                          * balancing owner will pick it up.
4560                          */
4561                         if (need_resched())
4562                                 break;
4563
4564                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4565
4566                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
4567                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4568                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4569                 }
4570         }
4571 #endif
4572 }
4573
4574 static inline int on_null_domain(int cpu)
4575 {
4576         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
4577 }
4578
4579 /*
4580  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4581  *
4582  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
4583  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
4584  * if the whole system is idle.
4585  */
4586 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4587 {
4588 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4589         /*
4590          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
4591          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
4592          * load balancer.
4593          */
4594         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
4595                 rq->in_nohz_recently = 0;
4596
4597                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4598                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4599                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4600                 }
4601
4602                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4603                         int ilb = find_new_ilb(cpu);
4604
4605                         if (ilb < nr_cpu_ids)
4606                                 resched_cpu(ilb);
4607                 }
4608         }
4609
4610         /*
4611          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
4612          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
4613          */
4614         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4615             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4616                 resched_cpu(cpu);
4617                 return;
4618         }
4619
4620         /*
4621          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4622          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4623          */
4624         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4625             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4626                 return;
4627 #endif
4628         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4629         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4630             likely(!on_null_domain(cpu)))
4631                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4632 }
4633
4634 #else   /* CONFIG_SMP */
4635
4636 /*
4637  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4638  */
4639 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4640 {
4641 }
4642
4643 #endif
4644
4645 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4646
4647 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4648
4649 /*
4650  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4651  * @p in case that task is currently running.
4652  *
4653  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4654  */
4655 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4656 {
4657         u64 ns = 0;
4658
4659         if (task_current(rq, p)) {
4660                 update_rq_clock(rq);
4661                 ns = rq->clock - p->se.exec_start;
4662                 if ((s64)ns < 0)
4663                         ns = 0;
4664         }
4665
4666         return ns;
4667 }
4668
4669 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4670 {
4671         unsigned long flags;
4672         struct rq *rq;
4673         u64 ns = 0;
4674
4675         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4676         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4677         task_rq_unlock(rq, &flags);
4678
4679         return ns;
4680 }
4681
4682 /*
4683  * Return accounted runtime for the task.
4684  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4685  * pending runtime that have not been accounted yet.
4686  */
4687 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4688 {
4689         unsigned long flags;
4690         struct rq *rq;
4691         u64 ns = 0;
4692
4693         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4694         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4695         task_rq_unlock(rq, &flags);
4696
4697         return ns;
4698 }
4699
4700 /*
4701  * Return sum_exec_runtime for the thread group.
4702  * In case the task is currently running, return the sum plus current's
4703  * pending runtime that have not been accounted yet.
4704  *
4705  * Note that the thread group might have other running tasks as well,
4706  * so the return value not includes other pending runtime that other
4707  * running tasks might have.
4708  */
4709 unsigned long long thread_group_sched_runtime(struct task_struct *p)
4710 {
4711         struct task_cputime totals;
4712         unsigned long flags;
4713         struct rq *rq;
4714         u64 ns;
4715
4716         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4717         thread_group_cputime(p, &totals);
4718         ns = totals.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4719         task_rq_unlock(rq, &flags);
4720
4721         return ns;
4722 }
4723
4724 /*
4725  * Account user cpu time to a process.
4726  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4727  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
4728  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4729  */
4730 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4731                        cputime_t cputime_scaled)
4732 {
4733         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4734         cputime64_t tmp;
4735
4736         /* Add user time to process. */
4737         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4738         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4739         account_group_user_time(p, cputime);
4740
4741         /* Add user time to cpustat. */
4742         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4743         if (TASK_NICE(p) > 0)
4744                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
4745         else
4746                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4747
4748         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
4749         /* Account for user time used */
4750         acct_update_integrals(p);
4751 }
4752
4753 /*
4754  * Account guest cpu time to a process.
4755  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4756  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
4757  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4758  */
4759 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4760                                cputime_t cputime_scaled)
4761 {
4762         cputime64_t tmp;
4763         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4764
4765         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4766
4767         /* Add guest time to process. */
4768         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4769         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4770         account_group_user_time(p, cputime);
4771         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
4772
4773         /* Add guest time to cpustat. */
4774         cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4775         cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
4776 }
4777
4778 /*
4779  * Account system cpu time to a process.
4780  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4781  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
4782  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
4783  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4784  */
4785 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
4786                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
4787 {
4788         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4789         cputime64_t tmp;
4790
4791         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
4792                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
4793                 return;
4794         }
4795
4796         /* Add system time to process. */
4797         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
4798         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
4799         account_group_system_time(p, cputime);
4800
4801         /* Add system time to cpustat. */
4802         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4803         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
4804                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
4805         else if (softirq_count())
4806                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
4807         else
4808                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
4809
4810         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
4811
4812         /* Account for system time used */
4813         acct_update_integrals(p);
4814 }
4815
4816 /*
4817  * Account for involuntary wait time.
4818  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
4819  */
4820 void account_steal_time(cputime_t cputime)
4821 {
4822         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4823         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4824
4825         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
4826 }
4827
4828 /*
4829  * Account for idle time.
4830  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
4831  */
4832 void account_idle_time(cputime_t cputime)
4833 {
4834         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4835         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4836         struct rq *rq = this_rq();
4837
4838         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
4839                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
4840         else
4841                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
4842 }
4843
4844 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4845
4846 /*
4847  * Account a single tick of cpu time.
4848  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4849  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
4850  */
4851 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
4852 {
4853         cputime_t one_jiffy = jiffies_to_cputime(1);
4854         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(one_jiffy);
4855         struct rq *rq = this_rq();
4856
4857         if (user_tick)
4858                 account_user_time(p, one_jiffy, one_jiffy_scaled);
4859         else if (p != rq->idle)
4860                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, one_jiffy,
4861                                     one_jiffy_scaled);
4862         else
4863                 account_idle_time(one_jiffy);
4864 }
4865
4866 /*
4867  * Account multiple ticks of steal time.
4868  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
4869  * @ticks: number of stolen ticks
4870  */
4871 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
4872 {
4873         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
4874 }
4875
4876 /*
4877  * Account multiple ticks of idle time.
4878  * @ticks: number of stolen ticks
4879  */
4880 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
4881 {
4882         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
4883 }
4884
4885 #endif
4886
4887 /*
4888  * Use precise platform statistics if available:
4889  */
4890 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4891 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
4892 {
4893         return p->utime;
4894 }
4895
4896 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
4897 {
4898         return p->stime;
4899 }
4900 #else
4901 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
4902 {
4903         clock_t utime = cputime_to_clock_t(p->utime),
4904                 total = utime + cputime_to_clock_t(p->stime);
4905         u64 temp;
4906
4907         /*
4908          * Use CFS's precise accounting:
4909          */
4910         temp = (u64)nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime);
4911
4912         if (total) {
4913                 temp *= utime;
4914                 do_div(temp, total);
4915         }
4916         utime = (clock_t)temp;
4917
4918         p->prev_utime = max(p->prev_utime, clock_t_to_cputime(utime));
4919         return p->prev_utime;
4920 }
4921
4922 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
4923 {
4924         clock_t stime;
4925
4926         /*
4927          * Use CFS's precise accounting. (we subtract utime from
4928          * the total, to make sure the total observed by userspace
4929          * grows monotonically - apps rely on that):
4930          */
4931         stime = nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime) -
4932                         cputime_to_clock_t(task_utime(p));
4933
4934         if (stime >= 0)
4935                 p->prev_stime = max(p->prev_stime, clock_t_to_cputime(stime));
4936
4937         return p->prev_stime;
4938 }
4939 #endif
4940
4941 inline cputime_t task_gtime(struct task_struct *p)
4942 {
4943         return p->gtime;
4944 }
4945
4946 /*
4947  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
4948  * We call it with interrupts disabled.
4949  *
4950  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
4951  * timeslices.
4952  */
4953 void scheduler_tick(void)
4954 {
4955         int cpu = smp_processor_id();
4956         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4957         struct task_struct *curr = rq->curr;
4958
4959         sched_clock_tick();
4960
4961         spin_lock(&rq->lock);
4962         update_rq_clock(rq);
4963         update_cpu_load(rq);
4964         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4965         spin_unlock(&rq->lock);
4966
4967 #ifdef CONFIG_SMP
4968         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
4969         trigger_load_balance(rq, cpu);
4970 #endif
4971 }
4972
4973 unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
4974 {
4975         if (in_lock_functions(addr)) {
4976                 addr = CALLER_ADDR2;
4977                 if (in_lock_functions(addr))
4978                         addr = CALLER_ADDR3;
4979         }
4980         return addr;
4981 }
4982
4983 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
4984                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
4985
4986 void __kprobes add_preempt_count(int val)
4987 {
4988 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4989         /*
4990          * Underflow?
4991          */
4992         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
4993                 return;
4994 #endif
4995         preempt_count() += val;
4996 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4997         /*
4998          * Spinlock count overflowing soon?
4999          */
5000         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5001                                 PREEMPT_MASK - 10);
5002 #endif
5003         if (preempt_count() == val)
5004                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5005 }
5006 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
5007
5008 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
5009 {
5010 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5011         /*
5012          * Underflow?
5013          */
5014         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5015                 return;
5016         /*
5017          * Is the spinlock portion underflowing?
5018          */
5019         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5020                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5021                 return;
5022 #endif
5023
5024         if (preempt_count() == val)
5025                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5026         preempt_count() -= val;
5027 }
5028 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
5029
5030 #endif
5031
5032 /*
5033  * Print scheduling while atomic bug:
5034  */
5035 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5036 {
5037         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
5038
5039         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5040                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5041
5042         debug_show_held_locks(prev);
5043         print_modules();
5044         if (irqs_disabled())
5045                 print_irqtrace_events(prev);
5046
5047         if (regs)
5048                 show_regs(regs);
5049         else
5050                 dump_stack();
5051 }
5052
5053 /*
5054  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5055  */
5056 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
5057 {
5058         /*
5059          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
5060          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
5061          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
5062          */
5063         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
5064                 __schedule_bug(prev);
5065
5066         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5067
5068         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
5069 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5070         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
5071                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
5072                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
5073         }
5074 #endif
5075 }
5076
5077 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5078 {
5079         if (prev->state == TASK_RUNNING) {
5080                 u64 runtime = prev->se.sum_exec_runtime;
5081
5082                 runtime -= prev->se.prev_sum_exec_runtime;
5083                 runtime = min_t(u64, runtime, 2*sysctl_sched_migration_cost);
5084
5085                 /*
5086                  * In order to avoid avg_overlap growing stale when we are
5087                  * indeed overlapping and hence not getting put to sleep, grow
5088                  * the avg_overlap on preemption.
5089                  *
5090                  * We use the average preemption runtime because that
5091                  * correlates to the amount of cache footprint a task can
5092                  * build up.
5093                  */
5094                 update_avg(&prev->se.avg_overlap, runtime);
5095         }
5096         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
5097 }
5098
5099 /*
5100  * Pick up the highest-prio task:
5101  */
5102 static inline struct task_struct *
5103 pick_next_task(struct rq *rq)
5104 {
5105         const struct sched_class *class;
5106         struct task_struct *p;
5107
5108         /*
5109          * Optimization: we know that if all tasks are in
5110          * the fair class we can call that function directly:
5111          */
5112         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
5113                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
5114                 if (likely(p))
5115                         return p;
5116         }
5117
5118         class = sched_class_highest;
5119         for ( ; ; ) {
5120                 p = class->pick_next_task(rq);
5121                 if (p)
5122                         return p;
5123                 /*
5124                  * Will never be NULL as the idle class always
5125                  * returns a non-NULL p:
5126                  */
5127                 class = class->next;
5128         }
5129 }
5130
5131 /*
5132  * schedule() is the main scheduler function.
5133  */
5134 asmlinkage void __sched schedule(void)
5135 {
5136         struct task_struct *prev, *next;
5137         unsigned long *switch_count;
5138         struct rq *rq;
5139         int cpu;
5140
5141 need_resched:
5142         preempt_disable();
5143         cpu = smp_processor_id();
5144         rq = cpu_rq(cpu);
5145         rcu_qsctr_inc(cpu);
5146         prev = rq->curr;
5147         switch_count = &prev->nivcsw;
5148
5149         release_kernel_lock(prev);
5150 need_resched_nonpreemptible:
5151
5152         schedule_debug(prev);
5153
5154         if (sched_feat(HRTICK))
5155                 hrtick_clear(rq);
5156
5157         spin_lock_irq(&rq->lock);
5158         update_rq_clock(rq);
5159         clear_tsk_need_resched(prev);
5160
5161         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
5162                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
5163                         prev->state = TASK_RUNNING;
5164                 else
5165                         deactivate_task(rq, prev, 1);
5166                 switch_count = &prev->nvcsw;
5167         }
5168
5169 #ifdef CONFIG_SMP
5170         if (prev->sched_class->pre_schedule)
5171                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
5172 #endif
5173
5174         if (unlikely(!rq->nr_running))
5175                 idle_balance(cpu, rq);
5176
5177         put_prev_task(rq, prev);
5178         next = pick_next_task(rq);
5179
5180         if (likely(prev != next)) {
5181                 sched_info_switch(prev, next);
5182
5183                 rq->nr_switches++;
5184                 rq->curr = next;
5185                 ++*switch_count;
5186
5187                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
5188                 /*
5189                  * the context switch might have flipped the stack from under
5190                  * us, hence refresh the local variables.
5191                  */
5192                 cpu = smp_processor_id();
5193                 rq = cpu_rq(cpu);
5194         } else
5195                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
5196
5197         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
5198                 goto need_resched_nonpreemptible;
5199
5200         preempt_enable_no_resched();
5201         if (need_resched())
5202                 goto need_resched;
5203 }
5204 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5205
5206 #ifdef CONFIG_SMP
5207 /*
5208  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
5209  * access and not reliable.
5210  */
5211 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct thread_info *owner)
5212 {
5213         unsigned int cpu;
5214         struct rq *rq;
5215
5216         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
5217                 return 0;
5218
5219 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
5220         /*
5221          * Need to access the cpu field knowing that
5222          * DEBUG_PAGEALLOC could have unmapped it if
5223          * the mutex owner just released it and exited.
5224          */
5225         if (probe_kernel_address(&owner->cpu, cpu))
5226                 goto out;
5227 #else
5228         cpu = owner->cpu;
5229 #endif
5230
5231         /*
5232          * Even if the access succeeded (likely case),
5233          * the cpu field may no longer be valid.
5234          */
5235         if (cpu >= nr_cpumask_bits)
5236                 goto out;
5237
5238         /*
5239          * We need to validate that we can do a
5240          * get_cpu() and that we have the percpu area.
5241          */
5242         if (!cpu_online(cpu))
5243                 goto out;
5244
5245         rq = cpu_rq(cpu);
5246
5247         for (;;) {
5248                 /*
5249                  * Owner changed, break to re-assess state.
5250                  */
5251                 if (lock->owner != owner)
5252                         break;
5253
5254                 /*
5255                  * Is that owner really running on that cpu?
5256                  */
5257                 if (task_thread_info(rq->curr) != owner || need_resched())
5258                         return 0;
5259
5260                 cpu_relax();
5261         }
5262 out:
5263         return 1;
5264 }
5265 #endif
5266
5267 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5268 /*
5269  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5270  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
5271  * occur there and call schedule directly.
5272  */
5273 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
5274 {
5275         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5276
5277         /*
5278          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5279          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5280          */
5281         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
5282                 return;
5283
5284         do {
5285                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5286                 schedule();
5287                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5288
5289                 /*
5290                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5291                  * between schedule and now.
5292                  */
5293                 barrier();
5294         } while (need_resched());
5295 }
5296 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5297
5298 /*
5299  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
5300  * off of irq context.
5301  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5302  * protect us against recursive calling from irq.
5303  */
5304 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
5305 {
5306         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5307
5308         /* Catch callers which need to be fixed */
5309         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
5310
5311         do {
5312                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5313                 local_irq_enable();
5314                 schedule();
5315                 local_irq_disable();
5316                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5317
5318                 /*
5319                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5320                  * between schedule and now.
5321                  */
5322                 barrier();
5323         } while (need_resched());
5324 }
5325
5326 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
5327
5328 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int sync,
5329                           void *key)
5330 {
5331         return try_to_wake_up(curr->private, mode, sync);
5332 }
5333 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5334
5335 /*
5336  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
5337  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
5338  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
5339  *
5340  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
5341  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
5342  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
5343  */
5344 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5345                         int nr_exclusive, int sync, void *key)
5346 {
5347         wait_queue_t *curr, *next;
5348
5349         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
5350                 unsigned flags = curr->flags;
5351
5352                 if (curr->func(curr, mode, sync, key) &&
5353                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
5354                         break;
5355         }
5356 }
5357
5358 /**
5359  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
5360  * @q: the waitqueue
5361  * @mode: which threads
5362  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5363  * @key: is directly passed to the wakeup function
5364  */
5365 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5366                         int nr_exclusive, void *key)
5367 {
5368         unsigned long flags;
5369
5370         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5371         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
5372         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5373 }
5374 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
5375
5376 /*
5377  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
5378  */
5379 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
5380 {
5381         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
5382 }
5383
5384 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
5385 {
5386         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
5387 }
5388
5389 /**
5390  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
5391  * @q: the waitqueue
5392  * @mode: which threads
5393  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5394  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
5395  *
5396  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
5397  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
5398  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
5399  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
5400  *
5401  * On UP it can prevent extra preemption.
5402  */
5403 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5404                         int nr_exclusive, void *key)
5405 {
5406         unsigned long flags;
5407         int sync = 1;
5408
5409         if (unlikely(!q))
5410                 return;
5411
5412         if (unlikely(!nr_exclusive))
5413                 sync = 0;
5414
5415         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5416         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, sync, key);
5417         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5418 }
5419 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
5420
5421 /*
5422  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
5423  */
5424 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
5425 {
5426         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
5427 }
5428 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
5429
5430 /**
5431  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
5432  * @x:  holds the state of this particular completion
5433  *
5434  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
5435  * awakened in the same order in which they were queued.
5436  *
5437  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
5438  */
5439 void complete(struct completion *x)
5440 {
5441         unsigned long flags;
5442
5443         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5444         x->done++;
5445         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
5446         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5447 }
5448 EXPORT_SYMBOL(complete);
5449
5450 /**
5451  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
5452  * @x:  holds the state of this particular completion
5453  *
5454  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
5455  */
5456 void complete_all(struct completion *x)
5457 {
5458         unsigned long flags;
5459
5460         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5461         x->done += UINT_MAX/2;
5462         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
5463         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5464 }
5465 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
5466
5467 static inline long __sched
5468 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5469 {
5470         if (!x->done) {
5471                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
5472
5473                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
5474                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
5475                 do {
5476                         if (signal_pending_state(state, current)) {
5477                                 timeout = -ERESTARTSYS;
5478                                 break;
5479                         }
5480                         __set_current_state(state);
5481                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5482                         timeout = schedule_timeout(timeout);
5483                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5484                 } while (!x->done && timeout);
5485                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
5486                 if (!x->done)
5487                         return timeout;
5488         }
5489         x->done--;
5490         return timeout ?: 1;
5491 }
5492
5493 static long __sched
5494 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5495 {
5496         might_sleep();
5497
5498         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5499         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
5500         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5501         return timeout;
5502 }
5503
5504 /**
5505  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5506  * @x:  holds the state of this particular completion
5507  *
5508  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5509  * interruptible and there is no timeout.
5510  *
5511  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5512  * and interrupt capability. Also see complete().
5513  */
5514 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5515 {
5516         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5517 }
5518 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5519
5520 /**
5521  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5522  * @x:  holds the state of this particular completion
5523  * @timeout:  timeout value in jiffies
5524  *
5525  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5526  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5527  * interruptible.
5528  */
5529 unsigned long __sched
5530 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5531 {
5532         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5533 }
5534 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5535
5536 /**
5537  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5538  * @x:  holds the state of this particular completion
5539  *
5540  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5541  * interruptible.
5542  */
5543 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5544 {
5545         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5546         if (t == -ERESTARTSYS)
5547                 return t;
5548         return 0;
5549 }
5550 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5551
5552 /**
5553  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5554  * @x:  holds the state of this particular completion
5555  * @timeout:  timeout value in jiffies
5556  *
5557  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5558  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5559  */
5560 unsigned long __sched
5561 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5562                                           unsigned long timeout)
5563 {
5564         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5565 }
5566 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5567
5568 /**
5569  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5570  * @x:  holds the state of this particular completion
5571  *
5572  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5573  * interrupted by a kill signal.
5574  */
5575 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5576 {
5577         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5578         if (t == -ERESTARTSYS)
5579                 return t;
5580         return 0;
5581 }
5582 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5583
5584 /**
5585  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5586  *      @x:     completion structure
5587  *
5588  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5589  *               1 if a decrement succeeded.
5590  *
5591  *      If a completion is being used as a counting completion,
5592  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5593  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5594  *      is protecting is not available.
5595  */
5596 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5597 {
5598         int ret = 1;
5599
5600         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5601         if (!x->done)
5602                 ret = 0;
5603         else
5604                 x->done--;
5605         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5606         return ret;
5607 }
5608 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5609
5610 /**
5611  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5612  *      @x:     completion structure
5613  *
5614  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5615  *               1 if there are no waiters.
5616  *
5617  */
5618 bool completion_done(struct completion *x)
5619 {
5620         int ret = 1;
5621
5622         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5623         if (!x->done)
5624                 ret = 0;
5625         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5626         return ret;
5627 }
5628 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5629
5630 static long __sched
5631 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5632 {
5633         unsigned long flags;
5634         wait_queue_t wait;
5635
5636         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5637
5638         __set_current_state(state);
5639
5640         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5641         __add_wait_queue(q, &wait);
5642         spin_unlock(&q->lock);
5643         timeout = schedule_timeout(timeout);
5644         spin_lock_irq(&q->lock);
5645         __remove_wait_queue(q, &wait);
5646         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5647
5648         return timeout;
5649 }
5650
5651 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5652 {
5653         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5654 }
5655 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
5656
5657 long __sched
5658 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5659 {
5660         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
5661 }
5662 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
5663
5664 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5665 {
5666         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5667 }
5668 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
5669
5670 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5671 {
5672         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
5673 }
5674 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
5675
5676 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5677
5678 /*
5679  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5680  * @p: task
5681  * @prio: prio value (kernel-internal form)
5682  *
5683  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
5684  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
5685  *
5686  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
5687  */
5688 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
5689 {
5690         unsigned long flags;
5691         int oldprio, on_rq, running;
5692         struct rq *rq;
5693         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
5694
5695         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
5696
5697         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5698         update_rq_clock(rq);
5699
5700         oldprio = p->prio;
5701         on_rq = p->se.on_rq;
5702         running = task_current(rq, p);
5703         if (on_rq)
5704                 dequeue_task(rq, p, 0);
5705         if (running)
5706                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5707
5708         if (rt_prio(prio))
5709                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5710         else
5711                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5712
5713         p->prio = prio;
5714
5715         if (running)
5716                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5717         if (on_rq) {
5718                 enqueue_task(rq, p, 0);
5719
5720                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
5721         }
5722         task_rq_unlock(rq, &flags);
5723 }
5724
5725 #endif
5726
5727 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
5728 {
5729         int old_prio, delta, on_rq;
5730         unsigned long flags;
5731         struct rq *rq;
5732
5733         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
5734                 return;
5735         /*
5736          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
5737          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
5738          */
5739         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5740         update_rq_clock(rq);
5741         /*
5742          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
5743          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
5744          * it wont have any effect on scheduling until the task is
5745          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
5746          */
5747         if (task_has_rt_policy(p)) {
5748                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5749                 goto out_unlock;
5750         }
5751         on_rq = p->se.on_rq;
5752         if (on_rq)
5753                 dequeue_task(rq, p, 0);
5754
5755         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5756         set_load_weight(p);
5757         old_prio = p->prio;
5758         p->prio = effective_prio(p);
5759         delta = p->prio - old_prio;
5760
5761         if (on_rq) {
5762                 enqueue_task(rq, p, 0);
5763                 /*
5764                  * If the task increased its priority or is running and
5765                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
5766                  */
5767                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
5768                         resched_task(rq->curr);
5769         }
5770 out_unlock:
5771         task_rq_unlock(rq, &flags);
5772 }
5773 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
5774
5775 /*
5776  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
5777  * @p: task
5778  * @nice: nice value
5779  */
5780 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
5781 {
5782         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
5783         int nice_rlim = 20 - nice;
5784
5785         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
5786                 capable(CAP_SYS_NICE));
5787 }
5788
5789 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
5790
5791 /*
5792  * sys_nice - change the priority of the current process.
5793  * @increment: priority increment
5794  *
5795  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
5796  * does similar things.
5797  */
5798 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
5799 {
5800         long nice, retval;
5801
5802         /*
5803          * Setpriority might change our priority at the same moment.
5804          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
5805          * and we have a single winner.
5806          */
5807         if (increment < -40)
5808                 increment = -40;
5809         if (increment > 40)
5810                 increment = 40;
5811
5812         nice = TASK_NICE(current) + increment;
5813         if (nice < -20)
5814                 nice = -20;
5815         if (nice > 19)
5816                 nice = 19;
5817
5818         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
5819                 return -EPERM;
5820
5821         retval = security_task_setnice(current, nice);
5822         if (retval)
5823                 return retval;
5824
5825         set_user_nice(current, nice);
5826         return 0;
5827 }
5828
5829 #endif
5830
5831 /**
5832  * task_prio - return the priority value of a given task.
5833  * @p: the task in question.
5834  *
5835  * This is the priority value as seen by users in /proc.
5836  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
5837  * around 0, value goes from -16 to +15.
5838  */
5839 int task_prio(const struct task_struct *p)
5840 {
5841         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
5842 }
5843
5844 /**
5845  * task_nice - return the nice value of a given task.
5846  * @p: the task in question.
5847  */
5848 int task_nice(const struct task_struct *p)
5849 {
5850         return TASK_NICE(p);
5851 }
5852 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
5853
5854 /**
5855  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
5856  * @cpu: the processor in question.
5857  */
5858 int idle_cpu(int cpu)
5859 {
5860         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
5861 }
5862
5863 /**
5864  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
5865  * @cpu: the processor in question.
5866  */
5867 struct task_struct *idle_task(int cpu)
5868 {
5869         return cpu_rq(cpu)->idle;
5870 }
5871
5872 /**
5873  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
5874  * @pid: the pid in question.
5875  */
5876 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
5877 {
5878         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
5879 }
5880
5881 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
5882 static void
5883 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
5884 {
5885         BUG_ON(p->se.on_rq);
5886
5887         p->policy = policy;
5888         switch (p->policy) {
5889         case SCHED_NORMAL:
5890         case SCHED_BATCH:
5891         case SCHED_IDLE:
5892                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5893                 break;
5894         case SCHED_FIFO:
5895         case SCHED_RR:
5896                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5897                 break;
5898         }
5899
5900         p->rt_priority = prio;
5901         p->normal_prio = normal_prio(p);
5902         /* we are holding p->pi_lock already */
5903         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
5904         set_load_weight(p);
5905 }
5906
5907 /*
5908  * check the target process has a UID that matches the current process's
5909  */
5910 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
5911 {
5912         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
5913         bool match;
5914
5915         rcu_read_lock();
5916         pcred = __task_cred(p);
5917         match = (cred->euid == pcred->euid ||
5918                  cred->euid == pcred->uid);
5919         rcu_read_unlock();
5920         return match;
5921 }
5922
5923 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5924                                 struct sched_param *param, bool user)
5925 {
5926         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
5927         unsigned long flags;
5928         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
5929         struct rq *rq;
5930
5931         /* may grab non-irq protected spin_locks */
5932         BUG_ON(in_interrupt());
5933 recheck:
5934         /* double check policy once rq lock held */
5935         if (policy < 0)
5936                 policy = oldpolicy = p->policy;
5937         else if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
5938                         policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
5939                         policy != SCHED_IDLE)
5940                 return -EINVAL;
5941         /*
5942          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
5943          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
5944          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
5945          */
5946         if (param->sched_priority < 0 ||
5947             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
5948             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
5949                 return -EINVAL;
5950         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
5951                 return -EINVAL;
5952
5953         /*
5954          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
5955          */
5956         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
5957                 if (rt_policy(policy)) {
5958                         unsigned long rlim_rtprio;
5959
5960                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
5961                                 return -ESRCH;
5962                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
5963                         unlock_task_sighand(p, &flags);
5964
5965                         /* can't set/change the rt policy */
5966                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
5967                                 return -EPERM;
5968
5969                         /* can't increase priority */
5970                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
5971                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
5972                                 return -EPERM;
5973                 }
5974                 /*
5975                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
5976                  * move out of SCHED_IDLE either:
5977                  */
5978                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
5979                         return -EPERM;
5980
5981                 /* can't change other user's priorities */
5982                 if (!check_same_owner(p))
5983                         return -EPERM;
5984         }
5985
5986         if (user) {
5987 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5988                 /*
5989                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
5990                  * assigned.
5991                  */
5992                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
5993                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
5994                         return -EPERM;
5995 #endif
5996
5997                 retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
5998                 if (retval)
5999                         return retval;
6000         }
6001
6002         /*
6003          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
6004          * changing the priority of the task:
6005          */
6006         spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6007         /*
6008          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
6009          * runqueue lock must be held.
6010          */
6011         rq = __task_rq_lock(p);
6012         /* recheck policy now with rq lock held */
6013         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
6014                 policy = oldpolicy = -1;
6015                 __task_rq_unlock(rq);
6016                 spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6017                 goto recheck;
6018         }
6019         update_rq_clock(rq);
6020         on_rq = p->se.on_rq;
6021         running = task_current(rq, p);
6022         if (on_rq)
6023                 deactivate_task(rq, p, 0);
6024         if (running)
6025                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6026
6027         oldprio = p->prio;
6028         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
6029
6030         if (running)
6031                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6032         if (on_rq) {
6033                 activate_task(rq, p, 0);
6034
6035                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6036         }
6037         __task_rq_unlock(rq);
6038         spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6039
6040         rt_mutex_adjust_pi(p);
6041
6042         return 0;
6043 }
6044
6045 /**
6046  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
6047  * @p: the task in question.
6048  * @policy: new policy.
6049  * @param: structure containing the new RT priority.
6050  *
6051  * NOTE that the task may be already dead.
6052  */
6053 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6054                        struct sched_param *param)
6055 {
6056         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
6057 }
6058 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
6059
6060 /**
6061  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
6062  * @p: the task in question.
6063  * @policy: new policy.
6064  * @param: structure containing the new RT priority.
6065  *
6066  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
6067  * current context has permission.  For example, this is needed in
6068  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
6069  * but our caller might not have that capability.
6070  */
6071 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
6072                                struct sched_param *param)
6073 {
6074         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
6075 }
6076
6077 static int
6078 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
6079 {
6080         struct sched_param lparam;
6081         struct task_struct *p;
6082         int retval;
6083
6084         if (!param || pid < 0)
6085                 return -EINVAL;
6086         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
6087                 return -EFAULT;
6088
6089         rcu_read_lock();
6090         retval = -ESRCH;
6091         p = find_process_by_pid(pid);
6092         if (p != NULL)
6093                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
6094         rcu_read_unlock();
6095
6096         return retval;
6097 }
6098
6099 /**
6100  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
6101  * @pid: the pid in question.
6102  * @policy: new policy.
6103  * @param: structure containing the new RT priority.
6104  */
6105 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
6106                 struct sched_param __user *, param)
6107 {
6108         /* negative values for policy are not valid */
6109         if (policy < 0)
6110                 return -EINVAL;
6111
6112         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
6113 }
6114
6115 /**
6116  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
6117  * @pid: the pid in question.
6118  * @param: structure containing the new RT priority.
6119  */
6120 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6121 {
6122         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
6123 }
6124
6125 /**
6126  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
6127  * @pid: the pid in question.
6128  */
6129 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
6130 {
6131         struct task_struct *p;
6132         int retval;
6133
6134         if (pid < 0)
6135                 return -EINVAL;
6136
6137         retval = -ESRCH;
6138         read_lock(&tasklist_lock);
6139         p = find_process_by_pid(pid);
6140         if (p) {
6141                 retval = security_task_getscheduler(p);
6142                 if (!retval)
6143                         retval = p->policy;
6144         }
6145         read_unlock(&tasklist_lock);
6146         return retval;
6147 }
6148
6149 /**
6150  * sys_sched_getscheduler - get the RT priority of a thread
6151  * @pid: the pid in question.
6152  * @param: structure containing the RT priority.
6153  */
6154 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6155 {
6156         struct sched_param lp;
6157         struct task_struct *p;
6158         int retval;
6159
6160         if (!param || pid < 0)
6161                 return -EINVAL;
6162
6163         read_lock(&tasklist_lock);
6164         p = find_process_by_pid(pid);
6165         retval = -ESRCH;
6166         if (!p)
6167                 goto out_unlock;
6168
6169         retval = security_task_getscheduler(p);
6170         if (retval)
6171                 goto out_unlock;
6172
6173         lp.sched_priority = p->rt_priority;
6174         read_unlock(&tasklist_lock);
6175
6176         /*
6177          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
6178          */
6179         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
6180
6181         return retval;
6182
6183 out_unlock:
6184         read_unlock(&tasklist_lock);
6185         return retval;
6186 }
6187
6188 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6189 {
6190         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6191         struct task_struct *p;
6192         int retval;
6193
6194         get_online_cpus();
6195         read_lock(&tasklist_lock);
6196
6197         p = find_process_by_pid(pid);
6198         if (!p) {
6199                 read_unlock(&tasklist_lock);
6200                 put_online_cpus();
6201                 return -ESRCH;
6202         }
6203
6204         /*
6205          * It is not safe to call set_cpus_allowed with the
6206          * tasklist_lock held. We will bump the task_struct's
6207          * usage count and then drop tasklist_lock.
6208          */
6209         get_task_struct(p);
6210         read_unlock(&tasklist_lock);
6211
6212         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6213                 retval = -ENOMEM;
6214                 goto out_put_task;
6215         }
6216         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6217                 retval = -ENOMEM;
6218                 goto out_free_cpus_allowed;
6219         }
6220         retval = -EPERM;
6221         if (!check_same_owner(p) && !capable(CAP_SYS_NICE))
6222                 goto out_unlock;
6223
6224         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
6225         if (retval)
6226                 goto out_unlock;
6227
6228         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6229         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6230  again:
6231         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
6232
6233         if (!retval) {
6234                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6235                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6236                         /*
6237                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6238                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6239                          * cpuset's cpus_allowed
6240                          */
6241                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6242                         goto again;
6243                 }
6244         }
6245 out_unlock:
6246         free_cpumask_var(new_mask);
6247 out_free_cpus_allowed:
6248         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6249 out_put_task:
6250         put_task_struct(p);
6251         put_online_cpus();
6252         return retval;
6253 }
6254
6255 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6256                              struct cpumask *new_mask)
6257 {
6258         if (len < cpumask_size())
6259                 cpumask_clear(new_mask);
6260         else if (len > cpumask_size())
6261                 len = cpumask_size();
6262
6263         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6264 }
6265
6266 /**
6267  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
6268  * @pid: pid of the process
6269  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6270  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
6271  */
6272 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6273                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6274 {
6275         cpumask_var_t new_mask;
6276         int retval;
6277
6278         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6279                 return -ENOMEM;
6280
6281         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6282         if (retval == 0)
6283                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6284         free_cpumask_var(new_mask);
6285         return retval;
6286 }
6287
6288 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6289 {
6290         struct task_struct *p;
6291         int retval;
6292
6293         get_online_cpus();
6294         read_lock(&tasklist_lock);
6295
6296         retval = -ESRCH;
6297         p = find_process_by_pid(pid);
6298         if (!p)
6299                 goto out_unlock;
6300
6301         retval = security_task_getscheduler(p);
6302         if (retval)
6303                 goto out_unlock;
6304
6305         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6306
6307 out_unlock:
6308         read_unlock(&tasklist_lock);
6309         put_online_cpus();
6310
6311         return retval;
6312 }
6313
6314 /**
6315  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
6316  * @pid: pid of the process
6317  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6318  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
6319  */
6320 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6321                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6322 {
6323         int ret;
6324         cpumask_var_t mask;
6325
6326         if (len < cpumask_size())
6327                 return -EINVAL;
6328
6329         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6330                 return -ENOMEM;
6331
6332         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6333         if (ret == 0) {
6334                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, cpumask_size()))
6335                         ret = -EFAULT;
6336                 else
6337                         ret = cpumask_size();
6338         }
6339         free_cpumask_var(mask);
6340
6341         return ret;
6342 }
6343
6344 /**
6345  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6346  *
6347  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6348  * other threads running on this CPU then this function will return.
6349  */
6350 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6351 {
6352         struct rq *rq = this_rq_lock();
6353
6354         schedstat_inc(rq, yld_count);
6355         current->sched_class->yield_task(rq);
6356
6357         /*
6358          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6359          * no need to preempt or enable interrupts:
6360          */
6361         __release(rq->lock);
6362         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
6363         _raw_spin_unlock(&rq->lock);
6364         preempt_enable_no_resched();
6365
6366         schedule();
6367
6368         return 0;
6369 }
6370
6371 static void __cond_resched(void)
6372 {
6373 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK_SLEEP
6374         __might_sleep(__FILE__, __LINE__);
6375 #endif
6376         /*
6377          * The BKS might be reacquired before we have dropped
6378          * PREEMPT_ACTIVE, which could trigger a second
6379          * cond_resched() call.
6380          */
6381         do {
6382                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6383                 schedule();
6384                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6385         } while (need_resched());
6386 }
6387
6388 int __sched _cond_resched(void)
6389 {
6390         if (need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE) &&
6391                                         system_state == SYSTEM_RUNNING) {
6392                 __cond_resched();
6393                 return 1;
6394         }
6395         return 0;
6396 }
6397 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6398
6399 /*
6400  * cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6401  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6402  *
6403  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
6404  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6405  * spin_unlock(), once by hand).
6406  */
6407 int cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6408 {
6409         int resched = need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING;
6410         int ret = 0;
6411
6412         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6413                 spin_unlock(lock);
6414                 if (resched && need_resched())
6415                         __cond_resched();
6416                 else
6417                         cpu_relax();
6418                 ret = 1;
6419                 spin_lock(lock);
6420         }
6421         return ret;
6422 }
6423 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_lock);
6424
6425 int __sched cond_resched_softirq(void)
6426 {
6427         BUG_ON(!in_softirq());
6428
6429         if (need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING) {
6430                 local_bh_enable();
6431                 __cond_resched();
6432                 local_bh_disable();
6433                 return 1;
6434         }
6435         return 0;
6436 }
6437 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_softirq);
6438
6439 /**
6440  * yield - yield the current processor to other threads.
6441  *
6442  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6443  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6444  */
6445 void __sched yield(void)
6446 {
6447         set_current_state(TASK_RUNNING);
6448         sys_sched_yield();
6449 }
6450 EXPORT_SYMBOL(yield);
6451
6452 /*
6453  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6454  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6455  *
6456  * But don't do that if it is a deliberate, throttling IO wait (this task
6457  * has set its backing_dev_info: the queue against which it should throttle)
6458  */
6459 void __sched io_schedule(void)
6460 {
6461         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
6462
6463         delayacct_blkio_start();
6464         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6465         schedule();
6466         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6467         delayacct_blkio_end();
6468 }
6469 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6470
6471 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6472 {
6473         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
6474         long ret;
6475
6476         delayacct_blkio_start();
6477         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6478         ret = schedule_timeout(timeout);
6479         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6480         delayacct_blkio_end();
6481         return ret;
6482 }
6483
6484 /**
6485  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6486  * @policy: scheduling class.
6487  *
6488  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6489  * by a given scheduling class.
6490  */
6491 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6492 {
6493         int ret = -EINVAL;
6494
6495         switch (policy) {
6496         case SCHED_FIFO:
6497         case SCHED_RR:
6498                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6499                 break;
6500         case SCHED_NORMAL:
6501         case SCHED_BATCH:
6502         case SCHED_IDLE:
6503                 ret = 0;
6504                 break;
6505         }
6506         return ret;
6507 }
6508
6509 /**
6510  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6511  * @policy: scheduling class.
6512  *
6513  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6514  * by a given scheduling class.
6515  */
6516 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6517 {
6518         int ret = -EINVAL;
6519
6520         switch (policy) {
6521         case SCHED_FIFO:
6522         case SCHED_RR:
6523                 ret = 1;
6524                 break;
6525         case SCHED_NORMAL:
6526         case SCHED_BATCH:
6527         case SCHED_IDLE:
6528                 ret = 0;
6529         }
6530         return ret;
6531 }
6532
6533 /**
6534  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6535  * @pid: pid of the process.
6536  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6537  *
6538  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6539  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6540  */
6541 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6542                 struct timespec __user *, interval)
6543 {
6544         struct task_struct *p;
6545         unsigned int time_slice;
6546         int retval;
6547         struct timespec t;
6548
6549         if (pid < 0)
6550                 return -EINVAL;
6551
6552         retval = -ESRCH;
6553         read_lock(&tasklist_lock);
6554         p = find_process_by_pid(pid);
6555         if (!p)
6556                 goto out_unlock;
6557
6558         retval = security_task_getscheduler(p);
6559         if (retval)
6560                 goto out_unlock;
6561
6562         /*
6563          * Time slice is 0 for SCHED_FIFO tasks and for SCHED_OTHER
6564          * tasks that are on an otherwise idle runqueue:
6565          */
6566         time_slice = 0;
6567         if (p->policy == SCHED_RR) {
6568                 time_slice = DEF_TIMESLICE;
6569         } else if (p->policy != SCHED_FIFO) {
6570                 struct sched_entity *se = &p->se;
6571                 unsigned long flags;
6572                 struct rq *rq;
6573
6574                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
6575                 if (rq->cfs.load.weight)
6576                         time_slice = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
6577                 task_rq_unlock(rq, &flags);
6578         }
6579         read_unlock(&tasklist_lock);
6580         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
6581         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
6582         return retval;
6583
6584 out_unlock:
6585         read_unlock(&tasklist_lock);
6586         return retval;
6587 }
6588
6589 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
6590
6591 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6592 {
6593         unsigned long free = 0;
6594         unsigned state;
6595
6596         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
6597         printk(KERN_INFO "%-13.13s %c", p->comm,
6598                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
6599 #if BITS_PER_LONG == 32
6600         if (state == TASK_RUNNING)
6601                 printk(KERN_CONT " running  ");
6602         else
6603                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
6604 #else
6605         if (state == TASK_RUNNING)
6606                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6607         else
6608                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
6609 #endif
6610 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6611         free = stack_not_used(p);
6612 #endif
6613         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d\n", free,
6614                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent));
6615
6616         show_stack(p, NULL);
6617 }
6618
6619 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6620 {
6621         struct task_struct *g, *p;
6622
6623 #if BITS_PER_LONG == 32
6624         printk(KERN_INFO
6625                 "  task                PC stack   pid father\n");
6626 #else
6627         printk(KERN_INFO
6628                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6629 #endif
6630         read_lock(&tasklist_lock);
6631         do_each_thread(g, p) {
6632                 /*
6633                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6634                  * console might take alot of time:
6635                  */
6636                 touch_nmi_watchdog();
6637                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
6638                         sched_show_task(p);
6639         } while_each_thread(g, p);
6640
6641         touch_all_softlockup_watchdogs();
6642
6643 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6644         sysrq_sched_debug_show();
6645 #endif
6646         read_unlock(&tasklist_lock);
6647         /*
6648          * Only show locks if all tasks are dumped:
6649          */
6650         if (state_filter == -1)
6651                 debug_show_all_locks();
6652 }
6653
6654 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
6655 {
6656         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6657 }
6658
6659 /**
6660  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6661  * @idle: task in question
6662  * @cpu: cpu the idle task belongs to
6663  *
6664  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6665  * flag, to make booting more robust.
6666  */
6667 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6668 {
6669         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6670         unsigned long flags;
6671
6672         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6673
6674         __sched_fork(idle);
6675         idle->se.exec_start = sched_clock();
6676
6677         idle->prio = idle->normal_prio = MAX_PRIO;
6678         cpumask_copy(&idle->cpus_allowed, cpumask_of(cpu));
6679         __set_task_cpu(idle, cpu);
6680
6681         rq->curr = rq->idle = idle;
6682 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
6683         idle->oncpu = 1;
6684 #endif
6685         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6686
6687         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6688 #if defined(CONFIG_PREEMPT)
6689         task_thread_info(idle)->preempt_count = (idle->lock_depth >= 0);
6690 #else
6691         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
6692 #endif
6693         /*
6694          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6695          */
6696         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6697         ftrace_graph_init_task(idle);
6698 }
6699
6700 /*
6701  * In a system that switches off the HZ timer nohz_cpu_mask
6702  * indicates which cpus entered this state. This is used
6703  * in the rcu update to wait only for active cpus. For system
6704  * which do not switch off the HZ timer nohz_cpu_mask should
6705  * always be CPU_BITS_NONE.
6706  */
6707 cpumask_var_t nohz_cpu_mask;
6708
6709 /*
6710  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
6711  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
6712  * to users decreases. But the relationship is not linear,
6713  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
6714  * number of CPUs.
6715  *
6716  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
6717  */
6718 static inline void sched_init_granularity(void)
6719 {
6720         unsigned int factor = 1 + ilog2(num_online_cpus());
6721         const unsigned long limit = 200000000;
6722
6723         sysctl_sched_min_granularity *= factor;
6724         if (sysctl_sched_min_granularity > limit)
6725                 sysctl_sched_min_granularity = limit;
6726
6727         sysctl_sched_latency *= factor;
6728         if (sysctl_sched_latency > limit)
6729                 sysctl_sched_latency = limit;
6730
6731         sysctl_sched_wakeup_granularity *= factor;
6732
6733         sysctl_sched_shares_ratelimit *= factor;
6734 }
6735
6736 #ifdef CONFIG_SMP
6737 /*
6738  * This is how migration works:
6739  *
6740  * 1) we queue a struct migration_req structure in the source CPU's
6741  *    runqueue and wake up that CPU's migration thread.
6742  * 2) we down() the locked semaphore => thread blocks.
6743  * 3) migration thread wakes up (implicitly it forces the migrated
6744  *    thread off the CPU)
6745  * 4) it gets the migration request and checks whether the migrated
6746  *    task is still in the wrong runqueue.
6747  * 5) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
6748  *    it and puts it into the right queue.
6749  * 6) migration thread up()s the semaphore.
6750  * 7) we wake up and the migration is done.
6751  */
6752
6753 /*
6754  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
6755  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
6756  * is removed from the allowed bitmask.
6757  *
6758  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
6759  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
6760  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
6761  */
6762 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
6763 {
6764         struct migration_req req;
6765         unsigned long flags;
6766         struct rq *rq;
6767         int ret = 0;
6768
6769         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6770         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask)) {
6771                 ret = -EINVAL;
6772                 goto out;
6773         }
6774
6775         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current &&
6776                      !cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))) {
6777                 ret = -EINVAL;
6778                 goto out;
6779         }
6780
6781         if (p->sched_class->set_cpus_allowed)
6782                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
6783         else {
6784                 cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
6785                 p->rt.nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
6786         }
6787
6788         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
6789         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
6790                 goto out;
6791
6792         if (migrate_task(p, cpumask_any_and(cpu_online_mask, new_mask), &req)) {
6793                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
6794                 task_rq_unlock(rq, &flags);
6795                 wake_up_process(rq->migration_thread);
6796                 wait_for_completion(&req.done);
6797                 tlb_migrate_finish(p->mm);
6798                 return 0;
6799         }
6800 out:
6801         task_rq_unlock(rq, &flags);
6802
6803         return ret;
6804 }
6805 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
6806
6807 /*
6808  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
6809  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
6810  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
6811  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
6812  *
6813  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
6814  * as the task is no longer on this CPU.
6815  *
6816  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
6817  */
6818 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
6819 {
6820         struct rq *rq_dest, *rq_src;
6821         int ret = 0, on_rq;
6822
6823         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
6824                 return ret;
6825
6826         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
6827         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
6828
6829         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
6830         /* Already moved. */
6831         if (task_cpu(p) != src_cpu)
6832                 goto done;
6833         /* Affinity changed (again). */
6834         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
6835                 goto fail;
6836
6837         on_rq = p->se.on_rq;
6838         if (on_rq)
6839                 deactivate_task(rq_src, p, 0);
6840
6841         set_task_cpu(p, dest_cpu);
6842         if (on_rq) {
6843                 activate_task(rq_dest, p, 0);
6844                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
6845         }
6846 done:
6847         ret = 1;
6848 fail:
6849         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
6850         return ret;
6851 }
6852
6853 /*
6854  * migration_thread - this is a highprio system thread that performs
6855  * thread migration by bumping thread off CPU then 'pushing' onto
6856  * another runqueue.
6857  */
6858 static int migration_thread(void *data)
6859 {
6860         int cpu = (long)data;
6861         struct rq *rq;
6862
6863         rq = cpu_rq(cpu);
6864         BUG_ON(rq->migration_thread != current);
6865
6866         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6867         while (!kthread_should_stop()) {
6868                 struct migration_req *req;
6869                 struct list_head *head;
6870
6871                 spin_lock_irq(&rq->lock);
6872
6873                 if (cpu_is_offline(cpu)) {
6874                         spin_unlock_irq(&rq->lock);
6875                         goto wait_to_die;
6876                 }
6877
6878                 if (rq->active_balance) {
6879                         active_load_balance(rq, cpu);
6880                         rq->active_balance = 0;
6881                 }
6882
6883                 head = &rq->migration_queue;
6884
6885                 if (list_empty(head)) {
6886                         spin_unlock_irq(&rq->lock);
6887                         schedule();
6888                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6889                         continue;
6890                 }
6891                 req = list_entry(head->next, struct migration_req, list);
6892                 list_del_init(head->next);
6893
6894                 spin_unlock(&rq->lock);
6895                 __migrate_task(req->task, cpu, req->dest_cpu);
6896            &nb